• adsorbimento
• adsorption
• caratterizzazione strutturale
• cation substitution
• cationi extraframework
• direct synthesis
• extraframework cations
• metal-organic framework (MOF)
• metallo-organic framework (MOF)
• porosità. UTSA-16
• porosity
• sintesi diretta
• sostituzione cationica
• structural characterisation
• UTSA-16

Il presente lavoro di tesi ha riguardato la sintesi e la caratterizzazione del metallo–organic framework UTSA-16, con particolare attenzione alla sostituzione dei cationi extraframework di potassio con altri cationi alcalini, quali sodio e litio. Dopo una fase iniziale di ottimizzazione della stechiometria di sintesi, si è proceduto con la preparazione di numerosi campioni attraverso l’impiego di basi differenti (NaOH, LiOH) o di sali di sodio (cloruro, nitrato, acetato), valutandone la fase cristallina tramite diffrazione a raggi X su polveri (PXRD) e la composizione reale tramite ICP-OES. Le proprietà di adsorbimento di N₂ e CO₂ sono state analizzate per verificare eventuali variazioni in efficienza e porosità legate alla sostituzione cationica. I risultati mostrano che la sostituzione diretta è possibile, a condizione che venga mantenuto un adeguato equilibrio stechiometrico, e che le modifiche non compromettono significativamente le prestazioni del materiale. Il lavoro si conclude con l’estensione della metodologia all’analogo a base di cobalto UTSA-16(Co), rivelando comportamenti sintetici e strutturali differenti.
This thesis focused on the synthesis and characterisation of the metal–organic framework UTSA-16, with particular attention to the substitution of extraframework potassium cations with other alkali metal cations, namely sodium and lithium. Following an initial optimisation of the synthetic stoichiometry, a series of samples was prepared using different bases (NaOH, LiOH) and sodium salts (chloride, nitrate, acetate). The crystalline phases were assessed by powder X-ray diffraction (PXRD), while the actual elemental compositions were determined by ICP-OES. Nitrogen and carbon dioxide adsorption isotherms were measured to evaluate potential changes in efficiency and porosity due to cation substitution. The results demonstrate that direct substitution is feasible, provided the stoichiometry is properly balanced, and that these modifications do not significantly impair the material’s performance. The study concludes with the extension of the synthetic approach to the cobalt-based analogue UTSA-16(Co), which showed different structural and synthetic behaviour compared to the zinc-based framework.