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Abstract:
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Metal-Organic Frameworks (MOFs) constituem uma classe de materiais
híbridos altamente promissora, formada por centros metálicos coordenados a
ligantes orgânicos, cuja estrutura porosa, alta área superficial, cristalinidade e
versatilidade funcional têm impulsionado seu uso em diversas áreas da ciência.
Recentemente, os MOFs têm se destacado como plataformas eficientes para
sensoriamento eletroquímico, devido à sua capacidade de atuar como suportes
catalíticos, facilitando reações redox e ampliando a sensibilidade e seletividade de
sensores. A presença de ligantes com grupos funcionais específicos e a escolha
adequada dos metais centrais possibilitam a modulação de suas propriedades
eletrônicas, tornando-os aplicáveis em detecção de poluentes, monitoramento
ambiental, diagnóstico biomédico e armazenamento de energia. Neste contexto,
este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de MOFs contendo os
íons metálicos cobre(II), níquel(II) e vanádio(IV), em combinação com os ligantes
ácido tereftálico (TPA) e 4,49-bipiridina (bpy). As sínteses foram realizadas por meio
do método solvotérmico, utilizando diferentes combinações de ligantes para a
obtenção de estruturas tanto conhecidas quanto inéditas. Os compostos formados
foram caracterizados por difração de raios X por pó e espectroscopia vibracional na
região do infravermelho (FTIR). A caracterização por DRX demonstrou o grau de
cristalinidade dos compostos obtidos. A análise FTIR confirmou o êxito da formação
dos compostos desejados. Os resultados obtidos demonstraram a coordenação dos
ligantes aos centros metálicos por meio de bandas características de estiramento
metal-oxigênio (M3O) e metal-nitrogênio (M3N), além da ausência de grupos
funcionais livres, confirmando a formação dos frameworks esperados. A análise de
solução de hexacianoferrato de potássio utilizando eletrodos de pasta de carbono
não modificado e modificado pelo MOF V-TPA-bpy por voltametria cíclica
demonstrou a alta atividade eletroquímica do composto de vanádio. Observou-se,
ainda, influência significativa da escolha do solvente nas propriedades
físico-químicas dos materiais, afetando coloração, rendimento e estabilidade dos
produtos. Entre os compostos obtidos, destaca-se a formação do MOF V-TPA-bpy,
cuja estrutura não possui registros prévios na literatura científica, atribuindo à
pesquisa um caráter inovador. Assim, este trabalho contribui não apenas para o
entendimento dos efeitos sintéticos e estruturais envolvidos na formação de MOFs
com múltiplos ligantes, mas também fornece uma base para estudos futuros de
aplicação desses materiais em dispositivos eletroquímicos, como sensores,
supercapacitores e catalisadores. |
