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Título

New Rare-earth Coordination Polymers as Multifunctional Materials

AutorGándara Barragán, Felipe
DirectorMonge Bravo, M.ª Ángeles; Snejko, Natalia
Palabras claveMetal-organic frameworks
Rare-earth elements
Hydrothermal synthesis
Heterogeneous catalysis
Crystallography
Topology
Fecha de publicación5-ago-2010
Resumen[EN] Los polímeros de coordinación son un tipo de compuestos en los que centros metálicos coordinan con ligandos orgánicos para dar lugar a estructuras que forman redes extensas en al menos una dirección del espacio. Durante los últimos quince años, la investigación centrada en este tipo de compuestos ha experimentado un gran desarrollo, debido a las potenciales aplicaciones que presentan. Así, se han sintetizado materiales que presentan estructuras abiertas con porosidad permanente, y su utilización como materiales para adsorción, separación y almacenamiento de gases está actualmente siendo objeto de estudio por numerosos grupos de investigación en todo el mundo. Otras aplicaciones para las que estos materiales están siendo investigados se encuentran dentro del área de la catálisis heterogénea, o en su uso como sensores, gracias a que pueden presentar, entre otras, propiedades ópticas, magnéticas, o de conducción. Dentro de la gran evolución que estos materiales han sufrido, la cristalografía y la cristaloquímica han jugado y juegan un papel determinante, tanto por permitir conocer las características estructurales de los nuevos materiales, como por ocuparse del entendimiento y racionalización de las nuevas redes formadas. En la actualidad, y a pesar de que en los últimos años ha habido una gran explosión en la aparición de nuevos polímeros de coordinación en la literatura, la investigación continúa centrada en la obtención racional de nuevos tipos estructurales diseñados para su aplicación en las áreas ya mencionadas.
El presente trabajo ha sido realizado con el objetivo de preparar nuevos polímeros de coordinación utilizando elementos de las tierras raras y diversos ligandos orgánicos. En general, el uso de elementos de tierras raras está menos extendido en comparación con el de los metales de transición, principalmente debido a la variabilidad en la coordinación que presentan los primeros. Sin embargo, con la incorporación de estos metales dentro de los polímeros de coordinación se puede dotar a estos materiales con las interesantes propiedades de estos elementos. Entre los ligandos seleccionados encontramos un ligando dicarboxílico. Los ligandos con grupos carboxilato han demostrado ser capaces de formar estructuras robustas órgano-inorgánicas. El ligando utilizado en este trabajo ha sido seleccionado por sus características geométricas, ya que tiende a adoptar una conformación en forma de V. Ligandos con esta conformación no son muy comunes. Su uso ha sido anteriormente evaluado en nuestro grupo de investigación. En combinación con metales de transición ha dado lugar a estructuras con topologías poco habituales, debido sin duda a las características de la molécula. Su utilización para la construcción de polímeros de coordinación de tierras raras en el presente trabajo ha dado lugar a la formación de tres nuevos tipos estructurales, que resultan ser tres polimorfos de una misma fase. Nuevamente, las características del ligando se ven reflejadas en las topologías de estas nuevas redes.
Por otro lado, el resto de ligandos utilizados presentan como grupo funcional al grupo sulfonato. El grupo sulfonato ha sido tradicionalmente considerado como poco apropiado para la construcción de polímeros de coordinación. Sin embargo, en nuestro grupo empezamos a evaluar sus posibilidades para la construcción de polímeros de coordinación con tierras raras. De esta forma se prepararon tres tipos estructurales, con buena estabilidad térmica e interesantes propiedades. Siguiendo con estos resultados obtenidos, nuevos tres ligandos con grupos sulfonatos han sido utilizados para la elaboración de este trabajo, dado lugar a la obtención de seis nuevos tipos estructurales. La comparación de estos nuevos resultados con los ya obtenidos permitirá extraer interesantes conclusiones sobre la preparación de polímeros de coordinación con tierras raras y ligandos sulfónicos. Además, todos estos nuevos materiales preparados presentan diferentes e interesantes propiedades, las cuales han sido evaluadas.
DescripciónTesis Doctoral elaborada en el Departamento de Síntesis y Estructura de Óxidos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y presentada en el Dpto. de Química-Física Aplicada de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid el 25 de junio de 2009 para optar al grado de Doctor en Química.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/26825
Aparece en las colecciones: (ICMM) Tesis
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