ABSORCIÓN DE LÍQUIDO MEDIANTE MATERIALES ORGANOMETÁLICOS ESTRUCTURANTES.

Método para absorber líquidos que contiene el paso de poner en contacto el líquido con al menos un absorbente que contiene un material estructurante poroso organometálico,

donde el material estructurante absorbe el líquido y contiene un compuesto orgánico al menos bidentado, enlazado de manera coordinada con al menos un ión metálico, caracterizado porque se cubre una poza del líquido con el absorbente, al menos uno, donde Zn, Al o Cu es el ión metálico y el compuesto orgánico al menos bidentado es ácido isoftálico, ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, ácido tereftálico o ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico

Absorción de líquido mediante materiales organometálicos estructurantes.

La presente invención se refiere a un método para absorber líquidos usando materiales organometálicos estructurantes porosos.

Con frecuencia se necesitan sólidos para enlazar líquidos dentro o sobre sí para garantizar que estos líquidos no se propaguen, entren en contacto con otros líquidos o sólidos, o que los líquidos nombrados previamente se hagan "manejables".

De esta manera pueden mencionarse, a manera de ejemplo, casos en los que accidentalmente se derraman líquidos, tal como puede pasar en el laboratorio. El dejar caer recipientes, como botellas de vidrio, también conduce a la necesidad de enlazar líquidos a un sólido sobre la tapas de las mesas o sobre el piso. En este caso el líquido es un solvente inorgánico u orgánico.

Otro caso frecuente en el que los líquidos deben ser absorbidos por sólidos para impedir una contaminación del piso o del aire ocurre en accidentes de tráfico. Aquí deben manejarse de manera correspondiente los líquidos que aparecen, como bencina o gasolina, aceite de motor, aceite de caja de transmisión y similares.

Además, la absorción en sólidos de líquidos tales como los desinfectantes o las fragancias es ventajosa ya que mediante el sólido se facilita la arriba mencionada "manejabilidad" y por medio del sólido puede controlarse un suministro del líquido por la fase gaseosa al medio ambiente, por ejemplo al aire del ambiente.

En el estado de la técnica se conocen sólidos para absorber. Aquí se incluyen, por ejemplo, intercambiadores de iones y zeolitas. Un absorbente corriente para líquidos se encuentra disponible bajo el nombre de Chemizorb® de la empresa Merck.

Lo desventajoso en los sólidos usados en métodos para absorber líquidos es su capacidad limitada de absorción y propiedades de hinchamiento durante la absorción de líquidos.

La tarea de la presente invención consiste en proporcionar un método mejorado usando un absorbente sólido que tiene al menos parcialmente mejores propiedades frente al estado de la técnica.

El problema se resuelve mediante un método según la reivindicación 1.

Se ha mostrado que los materiales organometálicos porosos estructurantes (MOF, por sus siglas en inglés (nota de la traducción)) de acuerdo con la presente invención tienen propiedades ventajosas al absorber líquidos.

De manera ventajosa, el líquido es un residuo líquido, tal como se ha descrito arriba. Además, preferiblemente el líquido es un desinfectante, una fragancia, un solvente inorgánico u orgánico, una sustancia propelente, en particular bencina o diesel, líquido hidráulico, refrigerante, líquido para frenos o un aceite, en particular un aceite para motores.

Así mismo, el líquido a absorberse contiene preferiblemente un hidrocarburo alifático o aromático, cíclico o acíclico, opcionalmente halogenado o mezclas de éstos.

Particularmente, el líquido contiene preferiblemente acetona, acetonitrilo, anilina, anisol, benceno, benzonitrilo, brombenceno, butanol, terc.-butanol, quinolina, clorobenceno, cloroformo, ciclohexano, dietilenglicol, dietiléter, dimetilacetamida, dimetilformamida, dimetilsulfóxido, dioxano, ácido acético glacial, anhídrido de ácido acético, acetato de etilo, etanol, carbonato de etileno, dicloruro de etileno, etilenglicol, éter dimetílico de etilenglicol, formamida, hexano, isopropanol, metanol, metoxipropanol, 3-metil-1-butanol, cloruro de metileno, metiletilcetona, N-metilformamida, N-metilpirrolidona, nitrobenceno, nitrometano, piperidina, propanol, carbonato de propileno, piridina, disulfuro de carbono, sulfolano, tetracloreteno, tetracloruro de carbono, tetrahidrofurano, tolueno, 1,1,1-tricloretano, tricloretileno, trietilamina, trietilenglicol, triglimo, agua o mezclas de los mismos.

Tal como se ilustra más adelante y en mayor detalle, el MOF puede estar presente en forma de polvo o como piezas moldeadas. La puesta en contacto se efectúa mediante un cubrimiento sencillo del líquido escurrido o derramado. De esta manera se vierte de manera conveniente a la poza correspondiente.

Otro aspecto de la presente invención reside en que después de la absorción del líquido, el MOF puede tener el mismo volumen que tenía antes de la absorción. De esta manera, en particular no se produce hinchamiento alguno por la absorción del líquido. Esto es particularmente ventajoso frente a los intercambiadores iónicos.

Otro aspecto se refiere en particular a MOF en los que un ión metálico es Cu. Aquí puede reconocerse de manera ventajosa una saturación del MOF por el líquido gracias a un cambio de color.

Materiales estructurantes organometálicos (MOF) se describen por ejemplo en US 5,648,508, EP-A-0 790 253, M. O-Keeffe et al., J. Sol. State Chem., 152 (2000), página 3 a 20, H. Li et al., Nature 402, (1999), página 276, M. Eddaoudi et al., Topics in Catalysis 9, (1999), página 105 a 111, B. Chen et al., Science 291, (2001), página 1021 a 1023 DE-A-101 11 230, WO 02/070526 y CA 2231706.

Los MOF's según la presente invención contienen poros, en particular micro- y/o mesoporos. Los microporos se definen como tales con un diámetro de 2 nm o más pequeños y los mesoporos se definen por un diámetro en el rango de 2 a 50 nm, cada caso de manera correspondiente con la definición, tal como se indica en Pure Applied Chem. 45, página 71, en particular en la página 79 (1976). La presencia de micro- y/o meso poros puede verificarse con ayuda de mediciones de sorción y estas mediciones determinan la capacidad de absorción del MOF para nitrógeno a 77 Kelvin de conformidad con DIN 66131 y/o DIN 66134.

Preferiblemente la superficie específica alcanza, de conformidad con el modelo de Langmuir según DIN 66135 (DIN 66131, 66134) para un MOF en forma de polvo, más de 5 m²/g, más preferiblemente por encima de 10 m²/g, más preferiblemente más de 50 m²/g, aún más preferible más de 500 m²/g, aún más preferible más de 1000 m²/g y particularmente preferible más de 1500 m²/g.

Piezas moldeadas de MOF pueden poseer una superficie específica baja; aunque preferiblemente más de 10 m²/g, más preferible más de 50 m²/g, aún más preferible más de 500 m²/g.

El componente metálico en el material estructurante de la presente invención se selecciona de Zn, Al y Cu o de los iones de estos elementos.

El término "compuesto orgánico al menos bidentado" designa un compuesto orgánico que contiene al menos un grupo funcional que está en capacidad de formar al menos dos enlaces, preferible dos enlaces coordinados con un ión de metal indicado y/o un enlace coordinado con dos o más, preferible dos átomos de metal, respectivamente.

Como grupos funcionales según la presente invención, por los cuales pueden formarse los enlaces coordinados mencionados, CO₂H es como grupo funcional.

Los al menos dos grupos funcionales pueden enlazarse fundamentalmente con cada compuesto orgánico adecuado mientras se asegure que el compuesto orgánico que tiene estos grupos funcionales es capaz de formar el enlace coordinado y de producir el material estructurante.

Los compuestos orgánicos que contienen al menos dos grupos funcionales se nombran en la reivindicación 1.

En la presente invención pueden emplearse ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico, y ácido 2,6 naftalenodicarboxílico.

Además de estos compuestos orgánicos al menos bidentados el MOF también puede comprender uno o más ligandos monodentados.

Solventes adecuados para la elaboración de los MOF son, entro otros, etanol, dimetilformamida, tolueno, metanol, clorobenceno, dietilformamida, dimetilsulfóxido, agua, peróxido de hidrógeno, metilamina, hidróxido de sodio, éter de N-metilpolidona, acetonitrilo, cloruro de bencilo, trietilamina, etilenglicol y mezclas de los mismos. Otros iones metálicos, compuestos orgánicos al menos bidentados y solventes se describen, entre otros, en US-A 5,648,508 o DE-A 101 11 230.

El tamaño de poros del MOF puede controlarse mediante la elección del ligando adecuado y/o del compuesto orgánico al menos bidentado. En general es válido que cuanto más...

1. Método para absorber líquidos que contiene el paso de poner en contacto el líquido con al menos un absorbente que contiene un material estructurante poroso organometálico, donde el material estructurante absorbe el líquido y contiene un compuesto orgánico al menos bidentado, enlazado de manera coordinada con al menos un ión metálico, caracterizado porque se cubre una poza del líquido con el absorbente, al menos uno, donde Zn, Al o Cu es el ión metálico y el compuesto orgánico al menos bidentado es ácido isoftálico, ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, ácido tereftálico o ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico.

2. Método según la reivindicación 1, donde el líquido es un desinfectante, una sustancia fragante, un solvente inorgánico u orgánico, propelente, líquido hidráulico, refrigerante, para frenos o un aceite.

3. Método según la reivindicación 2, donde el propelente es bencina o diesel.

4. Método según la reivindicación 2, donde el aceite es un aceite de máquina.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, donde el líquido contiene un hidrocarburo alifático o aromático, cíclico o acíclico, opcionalmente halogenado o mezclas de éstos.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, donde el líquido contiene acetona, acetonitrilo, anilina, anisol, benceno, benzonitrilo, brombenceno, butanol, terc.-butanol, quinolina, clorobenceno, cloroformo, ciclohexano, dietilenglicol, éter dietílico, dimetilacetamida, dimetilformamida, dimetilsulfóxido, dioxano, ácido acético glacial, anhídrido acético, acetato de etilo, etanol, carbonato de etileno, dicloruro de etileno, etilenglicol, éter dimetílico de etilenglicol, formamida, hexano, isopropanol, metanol, metoxipropanol, 3-metil-1-butanol, metilencloruro, metiletilcetona, N-metil-formamida, N-metilpirrolidona, nitrobenceno, nitrometano, piperidina, propanol, carbonato de propileno, piridina, disulfuro de carbono, sulfolano, tetracloreteno, tetracloruro de carbono, tetrahidrofurano, tolueno, 1,1,1-tricloretano, tricloretileno, trietilamina, trietilenglicol, triglimo, agua o mezclas de los mismos.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, donde el material estructurante poroso organometálico tiene al menos una de las siguientes propiedades:

a) superficie específica > 5 m²/g (de conformidad con DIN 66131);

b) tamaño de poros del MOF cristalino de 0,2 nm a 30 nm;

c) al menos la mitad del volumen de poro se forma por poros con un diámetro de poro de hasta 1000 nm.

8. Uso de un material estructurante poroso organometálico que contiene al menos un compuesto orgánico al menos bidentado, enlazado de manera coordinada con un ión metálico, para retirar por absorción líquidos, donde éstos se presentan en forma de pozas líquidas y donde Zn, Al o Cu es el ión metálico y el compuesto orgánico al menos bidentado es ácido isoftálico, ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, ácido tereftálico o ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico.