SUPRAMOLECULAR SYSTEMS FOR APPLICATION IN RECOGNITION AND SEPARATION PROCESSES

During the three years of my PhD, different organic cages were synthesized and investigated for recognition, sensing and separation processes. First, an asymmetric bis-tren cage with a BINOL unit was developed as selective receptor for perrhenate. The presence of the chiral binaphthol moiety made it possible to perform chiroptical sensing of the anion in acidic water and aqueous complex matrices such as fruit juice or artificial urine medium. Then, four different hexaimine bis-tren cages were prepared and tested as N-rich fillers in mixed matrix membranes for different gas separation processes. Finally, two new imine/imide based organic cages were designed and synthesized to be applied as selective CO2 solid adsorbents. The porous molecules were then studied also as fillers in mixed matrix membranes using two different polymer matrices and focusing on the separation of carbon dioxide from nitrogen and methane.

Durante i tre anni di dottorato ho lavorato sulla sintesi e lo studio di diverse gabbie molecolari per riconoscimento, sensing e processi di separazione. Il primo studio ha riguardato lo sviluppo di una gabbia bis-tren contenente un gruppo BINOL in grado di riconoscere selettivamente l’anione perrenato. La presenza del binaftolo chirale ha reso possibile il sensing chirottico dell’anione in acqua a pH acido e matici complesse come succo di frutta o urina artificiale. Il secondo studio è stato focalizzato sullo studio di azacriptandi esaimminici come fillers ricchi di atomi di azoto per lo sviluppo di nuove membrane a matrice mista applicate nella separazione di gas. L’ultima parte ha riguardato la sintesi e l’applicazione di gabbie organiche contenenti gruppi imminici e immidici per l’adsorbimento selettivo di CO2 su solido. Le molecole sono poi state studiate come fillers nella preparazione di membrane a matrice mista con due differenti polimeri, focalizzandosi sulla separazione di CO2 da N2 e CH4.