Termodinâmica da Adsorção de Hidrogênio em Estruturas Orgânicas Metálicas

A interação entre o hidrogênio adsorvido e os centros catiônicos de Mg(2+) e Co(2+) coordenativamente insaturados no Mg-MOF-74 e Co-MOF-74, respectivamente, foi estudada por meio de espectroscopia infravermelha de temperatura variável (VTIR). A perturbação da molécula de H(2) pelo centro catiônico de adsorção torna o modo de estiramento H--H ativo no IR em 4088 e 4043 cm(-1) para Mg-MOF-74 e Co-MOF-74, respectivamente. A medição simultânea da absorbância IR integrada e da pressão de equilíbrio do hidrogênio para espectros obtidos na faixa de temperatura de 79-95 K permitiu a determinação da entalpia e entropia de adsorção padrão. O Mg-MOF-74 apresentou ΔH(0)=-9.4 kJ mol(-1) e ΔS(0)=-120 J mol(-1) K(-1), enquanto para o Co-MOF-74 os valores correspondentes de ΔH(0)=-11.2 kJ mol(-1) e ΔS(0)=-130 J mol(-1) K(-1) foram obtidos. A correlação positiva observada entre a entalpia e a entropia de adsorção padrão é discutida no contexto mais amplo de dados correspondentes para a adsorção de hidrogênio em zeólitas trocadas catiônicas, com foco nas implicações resultantes para o armazenamento e entrega de hidrogênio.