Infiltração de polímero em estruturas metal-orgânicas em membranas de matriz mista detectadas in situ por RMN

A RMN de estado sólido foi utilizada para estudar membranas de matriz mista (MMMs) preparadas com uma estrutura metal-orgânica (MOF, UiO-66) e dois polímeros de alto peso molecular diferentes (PEO e PVDF). Dados de RMN de 13C e 1H fornecem evidências esmagadoras de que a maioria dos conectores orgânicos do UiO-66 está a menos de 1 nm de distância do PEO, o que indica que o PEO está distribuído homogêneamente por toda a MOF. Mudanças sistemáticas nas posições dos picos de RMN de 13C e nas larguras de linha de RMN de 1H, assim como reduções dramáticas nos tempos de relaxação T1ρ de 1H da MOF, são observadas à medida que o conteúdo de PEO aumenta, e quando os poros estão preenchidos, um aumento adicional no PEO resulta na formação de PEO semicristalino fora das partículas de UiO-66. Em contrapartida, estudos similares em MMMs de PVDF mostram que o polímero contacta apenas uma pequena fração (<20%) dos conectores da MOF. Simulações confirmam que o PEO penetra no UiO-66 mais facilmente do que o PVDF. Esses estudos estão entre os primeiros a fornecer insights experimentais sobre interações MOF-polímero em um MMM.