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Eduardo Henrique Martins Nuneshttp://lattes.cnpq.br/6595175997456989Manuel HoumardRodrigo Lambert OréficeAna Cláudia Queiroz LadeiraBreno Rocha BarrioniDaniel Dornellas Athaydehttp://lattes.cnpq.br/8516468876661428Hugo Guimaraes Palhares2023-12-14T18:19:14Z2023-12-14T18:19:14Z2023-10-06http://hdl.handle.net/1843/61991https://orcid.org/0000-0001-6813-2999As Redes Metalorgânicas (Metal Organic Frameworks – MOFs) constituem uma classe de materiais pertencentes ao grupo dos polímeros de coordenação. São caracterizadas por exibirem elevada área superficial específica e estrutura microporosa que pode ser controlada a partir da escolha criteriosa de seus componentes: nós metálicos (clusters) e ligantes orgânicos que fazem a conexão destes nós. Tais estruturas oferecem ainda a possibilidade de diversas configurações de rede, o que permite sua modificação para melhor atender aos requisitos de determinada aplicação. Tais características são especialmente interessantes nos campos que envolvem adsorção e catálise. Em ambos os casos, a grande área superficial específica e elevada densidade de sítios ativos são capazes de proporcionar uma alta eficiência em tais processos. Entretanto, poucos estudos avaliaram de forma mais ampla a influência na criação de defeitos em tais estruturas em processos práticos. Desta maneira, o atual trabalho visa investigar a obtenção de materiais com porosidade ajustada, combinando a microporosidade intrínseca das MOFs de metal tetravalente (Ti)MIL-125 (Material from Institute Lavoisier) e (Zr)UiO-66 (University of Oslo) com a criação de defeitos, por meio do controle da taxa de cristalização e crescimento dos cristais produzidos. Estes materiais foram escolhidos por apresentarem características interessantes como alta estabilidade e fotoatividade, além de representarem uma classe de MOFs relativamente recentes, os de metais tetravalentes (UiO-Zr4+ e MIL Ti4+). A expansão da rede microporosa e geração de mesoporos, que podem ser obtidos a partir da geração de defeitos na estrutura cristalina, aumentou significativamente a transferência de massa e o acesso a sítios ativos, possibilitando um aumento de escala nos processos supracitados. Em adsorção, as diferentes MOFs obtidas foram testadas com contaminantes orgânicos de diferentes naturezas a fim de ter uma melhor compreensão dos principais mecanismos de interação nas diferentes estruturas. Em fotocatálise, as MOFs sintetizadas, bem como compósitos formados a partir da combinação dessas redes com outro semicondutor tipicamente utilizado em processos fotocatalíticos, o TiO2 (anatásio), foram avaliadas quanto à fotodegradação de um corante com elevada fotoestabilidade. Por fim, as redes metalorgânicas foram testadas em relação à estabilidade, tanto em processos puramente adsortivos quanto fotocatalíticos.Metal Organic Frameworks (MOFs) are a class of materials belonging to the group of coordinating polymers. They are characterized by having a high specific surface area and microporous structure that can be controlled based on the careful choice of its components: metallic nodes (clusters) and organic ligands that make the connection of these nodes. Such structures also offer the possibility of several network configurations, which allows their modification to better meet the requirements of a specific application. Such characteristics are especially interesting in the fields of adsorption and catalysis. In both cases, the large specific surface area and high density of active sites are capable of providing high efficiency in such processes. However, few studies have broadly evaluated the defect influence in such structures on practical processes. In this way, the current work aims to investigate the synthesis of materials with tailored porosity, combining the intrinsic microporosity of the tetravalent metal MOFs (Ti)MIL 125 (Material from Institute Lavoisier) and (Zr)UiO-66 (University of Oslo) with the creation of defects, by controlling the rate of crystallization and growth of the crystals thus produced. These materials were chosen because they have interesting characteristics such as high stability and photoactivity, in addition to representing a relatively recent class of MOFs, those of tetravalent metals (UiO-Zr4+ and MIL-Ti4+). The expansion of the microporous network and generation of mesopores, which can be obtained from the insertion of defects in the crystalline structure, significantly increased the mass transfer and access to active sites, enabling an increase in scale in the aforementioned processes. In adsorption, the different MOFs obtained were tested with organic contaminants of different natures in order to have a better understanding of the main interaction mechanisms on the different structures. In photocatalysis, the synthesized MOFs, as well as composites formed from the combination of these networks with another semiconductor typically used in photocatalytic processes, TiO2 (anatase), were evaluated for the photodegradation of a high photostable dye. Finally, the metal-organic frameworks were tested regarding their stability, both in purely adsorptive and photocatalytic processesCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de MinasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICAPrograma Institucional de Internacionalização – CAPES - PrIntMateriaisCiência dos materiaisCompósitosAdsorçãoFotocatáliseMOFUiO-66MIL-125CompósitosAdsorçãoFotocatáliseDesenvolvimento de redes metalorgânicas (MOFs) com arquitetura de poros otimizada para remoção de contaminantes orgânicos em meios aquososinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese Doutorado_Hugo Final.pdfTese Doutorado_Hugo Final.pdfapplication/pdf20080447https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/61991/3/Tese%20Doutorado_Hugo%20Final.pdf4ad275e9db644ec1eeeba5580447fb16MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/61991/4/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD541843/619912023-12-14 15:19:15.418oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-12-14T18:19:15Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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