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HKUST-1

Estructura marco de HKUST-1 desolvatado. Las esferas representan dos tipos diferentes de poros dentro de la estructura estructural. Azul: metal, rojo: oxígeno, negro: carbono.
Unidad de rueda de paletas (unidad de construcción secundaria) de la estructura HKUST-1 en estado hidratado. Una molécula de agua está coordinada con cada centro metálico en la posición axial.
Unidad de rueda de paletas (unidad de construcción secundaria) de la estructura HKUST-1 en estado deshidratado. Las posiciones axiales en los centros metálicos no están ocupadas (= sitio coordinativamente insaturado, CUS).

HKUST-1 (HKUST ⇒ Universidad de Ciencia y Tecnología de H ong K ong ), [1] que también se llama MOF-199, [2] es un material de la clase de estructuras organometálicas (MOF). Las estructuras organometálicas son materiales cristalinos en los que los metales están unidos mediante ligandos (las llamadas moléculas de enlace) para formar motivos de coordinación repetidos que se extienden en tres dimensiones. La estructura HKUST-1 está formada por unidades metálicas diméricas, que están conectadas por moléculas enlazadoras de benceno-1,3,5-tricarboxilato . La unidad de rueda de paletas es el motivo estructural comúnmente utilizado para describir el entorno de coordinación de los centros metálicos y también se denomina unidad de construcción secundaria (SBU) de la estructura HKUST-1. La rueda de paletas está formada por cuatro moléculas enlazadoras de benceno-1,3,5-tricarboxilato, que unen dos centros metálicos. Una molécula de agua está coordinada con cada uno de los dos centros metálicos en la posición axial de la unidad de rueda de paletas en el estado hidratado, lo que generalmente se encuentra si el material se manipula en el aire. Después de un proceso de activación (calentamiento, vacío ), estas moléculas de agua pueden eliminarse (estado deshidratado) y el sitio de coordinación en los átomos metálicos queda desocupado. Este sitio de coordinación desocupado se llama sitio coordinativamente insaturado (CUS) y otras moléculas pueden acceder a él.

Análogos estructurales

Análogos monometálicos de HKUST-1

Cu 2+ se utilizó como centro metálico en el primer material HKUST-1 sintetizado, [1] pero la estructura HKUST-1 también se obtuvo con otros metales. El estado de oxidación de la mayoría de los metales utilizados es +II, lo que da como resultado una estructura general neutra. En el caso de los metales trivalentes (estado de oxidación +3), la estructura general está cargada positivamente y requiere aniones para compensar la carga y garantizar la neutralidad de la carga. [3] [4] [5]

Análogos de HKUST-1 de metales mixtos

Además de los análogos monometálicos de HKUST-1, se sintetizaron varios materiales HKUST-1 de metales mixtos, en los que se incorporan dos metales a la estructura estructural en posiciones cristalográficamente equivalentes. La incorporación de dos metales se puede lograr utilizando ambos metales para la síntesis (síntesis directa) o utilizando intercambio metálico postsintético . Para el intercambio de metales postsintético, en el primer paso se sintetiza un material monometálico HKUST-1. Posteriormente, este HKUST-1 monometálico se suspende en una solución que contiene el segundo metal, lo que da como resultado un intercambio de centros metálicos en la estructura que conduce a un HKUST-1 de metales mixtos.

Análogos de HKUST-1 calculados teóricamente

Ya se han sintetizado varios análogos de HKUST-1, pero varios grupos de investigación han investigado las propiedades de la estructura de HKUST-1 mediante cálculos teóricos. [25] [26] [27] [28] [29] [30] Para ello se incorporaron a nivel teórico a la estructura otros centros metálicos que no se utilizaron para la síntesis (p. ej. Sc, V, Ti , W, Cd). [27] [28] También se informó sobre un estudio teórico sobre un HKUST-1 de metales mixtos que contiene Cu en combinación con varios otros metales (por ejemplo, W, Re, Os, Ir, Pt, Au), de los cuales no se han estudiado varias combinaciones de metales. sintetizado. [29] [30]

Referencias

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