Desenvolvimento de novas estruturas orgânicas metálicas (MOFs) e estruturas orgânicas covalentes (COFs) para a remoção de poluentes ambientais tóxicos

Santos, Andreia Alexandra Cerqueira dos

Publication

Desenvolvimento de novas estruturas orgânicas metálicas (MOFs) e estruturas orgânicas covalentes (COFs) para a remoção de poluentes ambientais tóxicos

2022-12Master thesis

dc.contributor.advisor	Alegria, Elisabete Clara Bastos do Amaral
dc.contributor.advisor	Karmakar, Anirban
dc.contributor.author	Santos, Andreia Alexandra Cerqueira dos
dc.date.accessioned	2023-03-31T11:52:29Z
dc.date.available	2023-03-31T11:52:29Z
dc.date.issued	2022-12
dc.description	Trabalho final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica	pt_PT
dc.description.abstract	Nos dias de hoje, os desafios ambientais e a sustentabilidade são uma das grandes preocupações das Organizações Internacionais e dos decisores políticos, por isso, a poluição ambiental é cada vez mais uma questão vital e desafiadora para a humanidade. Nesse sentido, é essencial o desenvolvimento de tecnologias que permitam a minimização e eliminação desses poluentes. Assim, procedeu-se à síntese e caracterização de novas redes metalo-orgânicas (MOFs) e estruturas orgânicas covalentes (COFs) e, devido às suas propriedades físicas e químicas únicas, e à sua aplicação na adsorção de gases e de corantes. As redes metalo-orgânicas (MOFs) foram sintetizadas por reações hidrotérmicas e as respetivas estruturas cristalinas obtidas por evaporação lenta de solvente. As estruturas orgânicas covalentes (COFs) foram obtidas por reações hidrotérmicas a partir de material orgânico ligado por ligações covalentes. A estrutura e a estabilidade térmica dos MOFs e COFs foram determinadas recorrendo a diferentes técnicas de caracterização, nomeadamente análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR-ATR), espectroscopia ultravioleta-visível (UV-VIS), ressonância magnética nuclear (RMN), microscopia eletrónica de varrimento (SEM) e método Brunauer, Emmett, Teller (BET). A capacidade de adsorção dos novos materiais híbridos porosos (MOFs e COFs) foi testada na adsorção de gases, sendo utilizado o metano (a 25 e 0 ºC), o dióxido de carbono (a 25 e 0 ºC) e o nitrogénio (a -196 ºC). Neste estudo, o MOF-2 e o COF-4 apresentaram as melhores performances com máximos de adsorção de 2,59 mmol/g e 2,38 mmol/g, respetivamente, utilizando-se o dióxido de carbono, à temperatura de 0ºC. Os estudos de adsorção de corantes com COFs foram realizados para seis corantes com propriedades físicas e químicas distintas, tendo os COF-1 e COF-3 apresentado os melhores resultados, nomeadamente no caso do azul de metileno com 97,6 e 92,3% de adsorção, respetivamente.	pt_PT
dc.description.abstract	Nowadays, environmental challenges and sustainability are a major concern for International Organisations and policymakers, therefore, environmental pollution is< cx increasingly a vital and challenging issue for mankind. In this sense, it is essential to develop technologies that allow the minimization and elimination of these pollutants. Thus, the synthesis and characterization of new metal-organic networks (MOFs) and covalent organic frameworks (COFs) and, due to their unique physical and chemical properties, their application in gas and dye adsorption was carried out. The metal-organic networks (MOFs) were synthesized by hydrothermal reactions and their crystal structures were obtained by slow solvent evaporation. Covalent organic structures (COFs) were obtained by hydrothermal reactions from covalently bonded organic material. The structure and thermal stability of MOFs and COFs were determined using different characterization techniques, n,amely thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR-ATR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-VIS), nuclear magnetic resonance (NMR), scanning electron microscopy (SEM) and Brunauer, Emmett, Teller (BET) method. The adsorption capacity of the new porous hybrid materials (MOFs and COFs) was tested on the adsorption of gases such as methane (at 25 and 0 ºC), carbon dioxide (at 25 and 0 ºC) and nitrogen (at -196 ºC). In this study, MOF-2 and COF-4 presented the best performances with a maximum adsorption of 2.59 mmol/g and 2.38 mmol/g, respectively, using carbon dioxide a temperature of 0ºC. The adsorption studies with COFs were carried out for six dyes with different physical and chemical properties. COF-1 and COF-3 presented the best results, namely for methylene blue with 97.6 and 92.3% of adsorption, respectively.
dc.description.version	N/A	pt_PT
dc.identifier.citation	SANTOS, Andreia Alexandra Cerqueira dos - Desenvolvimento de novas estruturas orgânicas metálicas (MOFs) e estruturas orgânicas covalentes (COFs) para a remoção de poluentes ambientais tóxicos. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2022. Dissertação de Mestrado	pt_PT
dc.identifier.tid	203263006
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10400.21/15863
dc.language.iso	por	pt_PT
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	pt_PT
dc.subject	Redes metalo-orgânicas	pt_PT
dc.subject	Estruturas orgânicas covalentes	pt_PT
dc.subject	Adsorção de gases	pt_PT
dc.subject	Adsorção de corantes	pt_PT
dc.subject	Metal-organic frameworks
dc.subject	Covalent organic frameworks
dc.subject	Gas adsorption
dc.subject	Dye adsorption
dc.title	Desenvolvimento de novas estruturas orgânicas metálicas (MOFs) e estruturas orgânicas covalentes (COFs) para a remoção de poluentes ambientais tóxicos	pt_PT
dc.type	master thesis
dspace.entity.type	Publication
oaire.citation.conferencePlace	Lisboa: Instituto superior de engenharia de Lisboa	pt_PT
oaire.citation.endPage	147	pt_PT
oaire.citation.startPage	1	pt_PT
rcaap.rights	openAccess	pt_PT
rcaap.type	masterThesis	pt_PT