Marcos metalorgánicos como catalizadores

Los materiales luminiscentes inorgánicos y orgánicos fueron muy estudiados por sus aplicaciones en pantallas y en dispositivos de iluminación y detección. Recientemente, un equipo de científicos de la Unión Europea utilizó polioxometalatos y así introdujo nuevas funcionalidades.

Tecnologías industriales

Gracias a la naturaleza de múltiples facetas de los marcos metalorgánicos (MOF), que incluyen un ligando orgánico y un ion metálico, se presentan fenómenos que tienen lugar en pocos materiales. En particular, los MOF porosos ofrecen una plataforma única para el desarrollo de materiales luminiscentes en estado sólido. A pesar de haber sido comparados con las zeolitas, los MOF no presentan propiedades de intercambio iónico. Los científicos del proyecto financiado por la Unión Europea LAMP (Luminescence amplification by metal organic framework-polyoxometalate composites) demostraron esta característica fundamental. Impulsaron la versatilidad de las zeolitas con moléculas huéspedes ocluidas en los poros de los MOF. Específicamente, se funcionalizaron los MOF con polioxometalatos. Estos iones poliatómicos se utilizaron para ocluir los poros en el marco de carga neutra de la Universidad de Ciencia y Tecnología 1 de Hong Kong (HKUST-1). Como resultado, sus cargas negativas se compensaron con cationes de cobre en MOF externos al marco intercambiables. Los polioxometalatos de estructura Keggin inducen la hidrólisis y dimerización de los iones de cobre a temperatura ambiente, que a su vez desencadenan la nucleación espontánea y crecimiento del marco HKUST-1. Bajo estas mismas condiciones, aunque sin los iones poliatómicos, no es posible formar HKUST-1. Por otro lado, las concentraciones estequiométricas de los polioxometalatos producen materiales muy cristalinos con la ocupación de grandes poros. Uno de los pocos ejemplos de MOF con comportamiento de intercambio de cationes documentado recibe el nombre de COK-16, que significa híbrido de MOF intercambiador de cationes. En la actualidad se han sintetizado varios miles de materiales híbridos orgánicos e inorgánicos, y muchos de ellos se aplican en la industria. Los científicos se propusieron encontrar más compuestos de polioxometalato y MOF con posibilidades de aplicarse a nivel industrial, y así encontraron polioxometalatos basados en niobio. Los detalles de la síntesis de los compuestos de polioxometalato y MOF se incluyen en un artículo publicado en ChemPlusChem, y otro artículo se encuentra en etapa de preparación.