Strutture metallo-organiche come catalizzatori
La natura multiforme delle strutture metallo-organiche (MOF), la quale comprende sia un legante organico che uno ione metallico, consente fenomeni riscontrabili in pochi altri materiali. In particolare, i MOF porosi offrono una piattaforma unica per lo sviluppo di materiali luminescenti a stato solido. Sebbene siano stati paragonati agli zeoliti, ai MOF mancano le proprietà di scambio ionico. I ricercatori che lavorano al progetto LAMP (Luminescence amplification by metal organic framework-polyoxometalate composites), finanziato dall’UE, hanno dimostrato questa caratteristica fondamentale. Essi hanno potenziato la versatilità degli zeoliti con le molecole ospiti occluse nei pori di MOF. In particolare, la funzionalizzazione MOF è stata raggiunta con i poliossometallati. Questi ioni molecolari sono stati utilizzati per occludere i pori della struttura a carica neutra HKUST-1 (Hong Kong University of Science and Technology-1). Di conseguenza, le loro cariche negative sono state compensate dai cationi rame intercambiabili extra-strutturali presenti nel MOF. I poliossometallati di tipo Keggin inducono idrolisi e dimerizzazione di ioni rame a temperatura ambiente, che a loro volta innescano nucleazione e crescita spontanea della struttura HKUST-1. Alle stesse condizioni, ma in assenza di tali ioni poliatomici, non è possibile la formazione della struttura HKUST-1. D’altra parte, quantità stechiometriche di poliossometallati producono materiali altamente cristallini con loro conseguente occupazione dei pori più grandi. Quello che è stato chiamato COK-16, che sta per ibrido MOF con scambio di cationi, è uno dei pochissimi esempi di MOF con comportamento a scambio cationico documentato. Ad oggi, diverse migliaia di materiali ibridi organici-inorganici sono state sintetizzate, con molte conseguenti applicazioni industriali. Nella ricerca di altri materiali compositi poliossometallati-MOF con potenziali applicazioni industriali, i ricercatori hanno inoltre scoperto poliossometallati a base di niobio. I dettagli relativi alla sintesi di materiali compositi poliossometallati-MOF sono inclusi nell’ articolo(si apre in una nuova finestra) pubblicato nella rivista ChemPlusChem, mentre una secondo articolo è in fase di preparazione.
