No presente estudo foi otimizado o tempo de reação para a obtenção de ácido tereftálico (BDC) de garrafas PET para usá-lo em sínteses de Metal-Organic Frameworks (MOFs) de cobalto. O método de extração do BDC foi otimizado em 20 minutos o que normalmente leva muitas horas. O BDC extraído foi funcionalizado com grupos funcionais nitro e amino, gerando os ligantes NBDC e ABDC, respectivamente. A síntese do ligante ABDC foi feita via metodologia inédita. Os ligantes foram caracterizados por RMN e FT-IR. Os rendimentos dos ligantes citados anteriormente foram respectivamente 92, 60 e 55%. As MOFs foram sintetizadas com os ligantes BDC e NBDC alternando nos solventes (DMAc e DMF). Os monocristais de MOF sintetizados tiveram suas estruturas elucidadas via Difração de Raios X de monocristal. A MOF com o ligante BDC e solvente DMAc e a MOF com o ligante NBDC e solvente DMF possuem estruturas inéditas, enquanto a MOF usando como ligante BDC e solvente DMF e o MOF usando como ligante NBDC e solvente DMAc, já foram resolvidas. A esfera de coordenação dos centros metálicos das MOFs conhecidas, observou-se distorções nas distâncias de ligação para todos as MOFs com exceção da MOF que foi usado como ligante NBDC e solvente DMF. Quando aferidos os diâmetros dos poros dos cristais das MOFs, observou-se que MOFs sintetizadas em solvente DMAc possuem maior diâmetro de poros que os sintetizados em DMF para o mesmo ligante de suporte. Fotografias via MEV foram obtidas com o intuito de aferir as dimensões de seus poros e a sua topologia. Pode-se constatar via MEV que os diâmetros de poro das MOFs MOF-NBDC-DMF possui maior valor médio que os da MOF-NBDC-DMAc além de possibilitar a determinação de intervalos de confiança para os diâmetros médios de poro para ambas MOFs com níveis de confiança de 68, 95 e 99,7%. Para as MOFs de cujo ligante de suporte foi usado o BDC, foi observado uma superfície rugosa e não porosa como de esperado. Via EDX pode-se constatar a disparidade de composição dos MOFs como esperado e observado via DRX de monocristal. A MOF-BDC-DMF é mais rica em átomos de carbono dado que possui uma molécula a mais de BDC em sua unidade de repetição ao passo que a MOF- BDC-DMAc é mais abundante em cobalto dado que possui um átomo de cobalto a mais em sua composição da unidade de repetição.

In this study, the reaction time for obtaining terephthalic acid (BDC) from PET bottles was optimized for its use in the synthesis of cobalt Metal-Organic Frameworks (MOFs). The BDC extraction process was significantly reduced to 20 minutes, compared to the typical time of several hours. The extracted BDC was functionalized with nitro and amino groups, yielding NBDC and ABDC ligands, respectively. Notably, the synthesis of the ABDC ligand employed a novel methodology. The NBDC and ABDC ligands were characterized using NMR and FT-IR spectroscopy. The yields for these ligands were 92, 60, and 55%, respectively. MOFs were then synthesized by alternating BDC and NBDC ligands in DMAc and DMF solvents. The single crystals of the synthesized MOFs were subjected to single-crystal X-ray diffraction (XRD) analysis to elucidate their structures. Both the MOF with BDC ligand in DMAc solvent and the MOF with NBDC ligand in DMF solvent exhibited novel structures. Conversely, the structures of the MOFs using BDC as the ligand with DMF solvent and NBDC as the ligand with DMAc solvent had already been reported. Analysis of the coordination sphere of the metal centers in the known MOFs revealed distortions in bond distances for all except the MOF synthesized with the NBDC ligand and DMF solvent. Pore diameter measurements of the MOF crystals revealed that those synthesized in DMAc solvent had larger diameters compared to those synthesized in DMF for the same supporting ligand. Scanning electron microscopy (SEM) images were obtained to further investigate the pore dimensions and topology. SEM analysis confirmed that the MOF-NBDC-DMF exhibited a higher average pore diameter compared to the MOF-NBDC-DMAc. Additionally, SEM enabled the determination of confidence intervals for the average pore diameters of both MOFs at 68, 95, and 99.7% confidence levels. As expected, MOFs synthesized using BDC as the supporting ligand displayed a rough and non-porous surface. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis confirmed the expected disparity in the elemental composition of the MOFs, consistent with the findings of single-crystal XRD. MOF-BDC-DMF was found to be richer in carbon atoms due to the presence of one additional BDC molecule in its repeating unit, while MOF -BDC-DMAc contained a higher abundance of cobalt with one extra cobalt atom in its repeating unit. These results demonstrate the successful optimization of BDC extraction and the development of novel MOFs with tailored properties.