Estructuras metalorgánicas (MOF) en polvo de Al-FUM

El MOF de ácido fumárico de aluminio, comúnmente conocido como Al-FUM, es un marco metalorgánico (MOF) caracterizado por su fórmula química Al(OH)(fum).xH₂O, donde x es aproximadamente 3,5 y FUM representa el ion fumarato. Al-FUM comparte una estructura isoreticular con el conocido MIL-53(Al)-BDC, donde BDC significa 1,4-bencenodicarboxilato. Este MOF está construido a partir de cadenas de octaedros metálicos que comparten vértices, interconectados por ligandos fumarato, creando poros unidimensionales (1D) en forma de rombo con dimensiones libres de aproximadamente 5,7 × 6,0 Å.².

Una de las principales ventajas de los Al-MOF, incluido el Al-FUM, es su excepcional estabilidad hidrotérmica y química, lo que facilita su producción a gran escala y los hace idóneos para diversas aplicaciones industriales. En particular, destacan en los campos de la adsorción de líquidos, la separación y la catálisis, donde su estabilidad e integridad estructural son fundamentales.

La excepcional estabilidad del Al-FUM frente al agua es una ventaja significativa en la producción de agua potable. Puede utilizarse en procesos de condensación y purificación para garantizar la seguridad y la calidad del agua potable. Esta característica es particularmente importante en regiones donde el acceso al agua limpia es limitado o donde las fuentes de agua están contaminadas.

Además, la transformación de Al-FUM en membranas basadas en MOF ofrece una oportunidad prometedora para ampliar su ámbito de aplicación. Estas membranas podrían emplearse en procesos de nanofiltración y desalinización, contribuyendo así al esfuerzo global para abordar la escasez de agua y mejorar su calidad.

La naturaleza no tóxica del Al-FUM, junto con su abundancia y rentabilidad, lo posiciona como un material prometedor para aplicaciones en seguridad alimentaria. Su uso podría mejorar la seguridad de la cadena de suministro de alimentos al proporcionar un medio para detectar y eliminar contaminantes nocivos.

En cuanto a sus propiedades físicas, el Al-FUM se presenta como un polvo fino con un tamaño de partícula inferior o igual a 20 μm. Este tamaño de partícula, junto con una superficie específica superior a 800 m²/g, contribuye a su elevada capacidad de adsorción. El tamaño de poro de 0,4 a 0,8 nm permite un tamizado molecular preciso y una adsorción selectiva, lo que convierte al Al-FUM en un candidato ideal para diversos procesos de separación.

En resumen, Al-FUM es un MOF versátil y robusto con un amplio abanico de aplicaciones potenciales, desde el tratamiento y la purificación del agua hasta la creación de membranas avanzadas para filtración y desalinización. Su naturaleza no tóxica, abundante y asequible lo convierte también en un firme candidato para su uso en la industria alimentaria, mejorando la seguridad y la calidad. Gracias a la investigación y el desarrollo en curso, Al-FUM está llamado a desempeñar un papel fundamental en la solución de algunos de los retos más apremiantes del mundo, especialmente en las áreas de seguridad alimentaria y del agua.