Mejoramiento de la Captación de CO en Marcos Orgánicos Metálicos mediante la Funcionalización de Enlaces: Un Estudio Teórico Multiescala
Autores: Livas, Charalampos G.; Tylianakis, Emmanuel; Froudakis, George E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mejoramiento de la Captación de CO en Marcos Orgánicos Metálicos mediante la Funcionalización de Enlaces: Un Estudio Teórico Multiescala
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Fuerza de interacción
Monóxido de Carbono
Bencenos funcionalizados
Cálculos ab initio
Sulfato de hidrógeno fenílico
IRMOF-8
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
En el presente trabajo, se calculó la fuerza de interacción del Monóxido de Carbono (CO) con un conjunto de cuarenta y dos bencenos funcionalizados, seleccionados estratégicamente. Nuestros cálculos ab initio en el nivel de teoría MP2/6-311++G** revelan que el sulfato de hidrógeno fenílico (-OSOH) mostró la mayor interacción con el CO (-19.5 kJ/mol), que fue aproximadamente tres veces más fuerte en comparación con el benceno no funcionalizado (-5.3 kJ/mol). Además, se seleccionaron los tres grupos funcionales de mejor rendimiento (-OSOH, -OPOH, -SOH) para modificar el enlace orgánico del IRMOF-8 y probar su capacidad para capturar CO a 298 K en un amplio rango de presiones. Nuestras simulaciones de Monte Carlo Canónico Grande (GCMC) mostraron un aumento significativo en la absorción de CO en los MOFs funcionalizados en comparación con el IRMOF-8 original. Es distintivo que para la absorción volumétrica, se observó un aumento de 60 veces a 1 bar y 2 veces a 100 bar. La estrategia de funcionalización propuesta se puede aplicar para mejorar el rendimiento de absorción de CO no solo en MOFs, sino también en varios otros materiales porosos.
Descripción
En el presente trabajo, se calculó la fuerza de interacción del Monóxido de Carbono (CO) con un conjunto de cuarenta y dos bencenos funcionalizados, seleccionados estratégicamente. Nuestros cálculos ab initio en el nivel de teoría MP2/6-311++G** revelan que el sulfato de hidrógeno fenílico (-OSOH) mostró la mayor interacción con el CO (-19.5 kJ/mol), que fue aproximadamente tres veces más fuerte en comparación con el benceno no funcionalizado (-5.3 kJ/mol). Además, se seleccionaron los tres grupos funcionales de mejor rendimiento (-OSOH, -OPOH, -SOH) para modificar el enlace orgánico del IRMOF-8 y probar su capacidad para capturar CO a 298 K en un amplio rango de presiones. Nuestras simulaciones de Monte Carlo Canónico Grande (GCMC) mostraron un aumento significativo en la absorción de CO en los MOFs funcionalizados en comparación con el IRMOF-8 original. Es distintivo que para la absorción volumétrica, se observó un aumento de 60 veces a 1 bar y 2 veces a 100 bar. La estrategia de funcionalización propuesta se puede aplicar para mejorar el rendimiento de absorción de CO no solo en MOFs, sino también en varios otros materiales porosos.