Il reticolo metallorganico (o struttura metallorganica, , acronimo MOF) è un materiale cristallino costituito da ioni o cluster metallici coordinati a leganti organici rigidi in modo da formare strutture mono-, bi- o tridimensionali con porosità molto elevata. Lo spazio vuoto all'interno del materiale può raggiungere il 90% del volume del materiale, con aree superficiali interne molto elevate, anche oltre i /g. I MOF possono essere sintetizzati a partire da una gran varietà di componenti organici e inorganici, ottenendo strutture diversissime. Per queste caratteristiche i MOF sono ritenuti composti molto interessanti dato che negli spazi vuoti all'interno della struttura si possono immagazzinare gas come idrogeno, metano e diossido di carbonio. Altri possibili campi di applicazione riguardano la purificazione e la separazione di gas, la catalisi e la sensoristica.
Da un punto di vista più formale, un MOF è definito dalla IUPAC come un reticolo di coordinazione con leganti organici, contenente spazi vuoti potenziali. A sua volta un reticolo di coordinazione è definito come (a) un composto di coordinazione che si estende in una dimensione utilizzando unità di coordinazione che si ripetono, ma con reticolazioni tra due o più catene, cicli o legami spiro individuali, oppure come (b) un composto di coordinazione che si estende in due o tre dimensioni con unità di coordinazione che si ripetono.
Sintesi Il primo a sintetizzare questi nuovi materiali fu Omar Yaghi all'Università della California, Los Angeles alla fine degli anni novanta. La metodologia di sintesi dei MOF si è sviluppata a partire dalle conoscenze sulle zeoliti. I MOF sono stati inizialmente sintetizzati con metodi di tipo idrotermico, dove i cristalli si accrescono lentamente in una soluzione mantenuta ad alta temperatura. In seguito i MOF sono stati ottenuti anche con altri metodi sintetici, utilizzando ad esempio microonde, ultrasuoni, o metodi elettrochimici. La struttura così ottenuta può essere ulteriormente modificata anche in seguito (modificazioni postsintetiche).
La seguente tabella esemplifica alcuni leganti organici impiegati nella sintesi dei MOF. I leganti più comuni appartengono alla classe dei carbossilati, ma sono stati usati anche azoli e fosfonati:
+Alcuni leganti usati nella sintesi dei MOF Nome comune Nome IUPAC Formula chimica Formula di strutturaAcido ossalico acido etandioico HOOC-COOH Acido succinico acido 1,4-butandioico HOOC-(CH2)2-COOH Acido tereftalico acido 1,4-benzendicarbossilico C6H4(COOH)2 Acido trimesico acido 1,3,5-benzentricarbossilico C9H6O6 1,2,3-triazolo 1H-1,2,3-triazolo C2H3N3
Note
Bibliografia
Voci correlate Polimero di coordinazione
Altri progetti
Categoria:Chimica dei cluster