Utilizzo dei MOF per reazione di ossidazione selettiva

Il metano (CH4), componente principale del gas naturale, viene convertito per ossidazione in syngas nelle raffinerie. La reazione necessaria per effettuare questa conversione è estremamente endotermica e richiede dunque alte temperature di reazione: questa richiesta energetica è il motivo per cui il costo di questo processo risulta essere elevato. In natura gli enzimi contenenti centri di ferro e rame sono in grado di convertire selettivamente il metano in metanolo a temperatura ambiente e pressione atmosferica. Questa soluzione però è impensabile per un’applicazione industriale realistica poiché gli enzimi sono difficili da isolare e molto delicati. Gli studi effettuati hanno permesso di scoprire che la capacità di convertire il metano in metanolo in maniera selettiva deriva dalla capacità di stabilizzare specie intermedie (e quindi di proteggerle dall’eccessiva ossidazione) ed inoltre, che il requisito fondamentale per la sintesi diretta del metanolo è la configurazione dei siti attivi che ospita. A tal proposito si è scoperto che i MOF, Metal Organic Framework, possono essere utilizzati come struttura portante per la creazione di un sito attivo simile ad un enzima, permettendo dunque di riprodurre in laboratorio sistemi naturali. In questa tesi sono riportati alcuni esperimenti attraverso i quali sono state analizzate le potenzialità dei MOF in contesti diversi come: l’utilizzo di MOF come catalizzatori bio-ispirati, come stabilizzatori del processo di ossidazione del metano in metanolo se catalizzato da gruppi Cu-Oxo e per permettere l’ossidazione alcalina di siti Fe (II) situati nei nodi del MOF.