27535

سنتز، مشخصه‌يابي و به كارگيري چارچوب فلز-آلي زيركونيوم 801 در جذب رطوبت از اتمسفر هوا

كارشناسي ارشد

نانو فناوري-نانو مواد

1401

1401/07/11

دكترحسين بنامتجددامروز-دكترصادق صادق زاده

فناوري هاي نوين

چكيده برداشت آب از هواي مرطوب بدون اتكا به مصرف انرژي زياد، به‌عنوان يك روش تامين آب سازگار با محيط زيست، توجهات بسيار زيادي را به خود جلب كرده‌‌است. چارچوب‌هاي فلزي- آلي به دليل ساختار منحصر به فرد و تخلخل ذاتي بالايي كه دارند، پتانسيل بالايي براي اين منظور ارائه مي‌دهند. در پژوهش پيش‌رو، با توسعه و سنتز چارچوب‌هاي فلزي - آلي زيركونيوم 801 پتانسيل عظيم اين دسته از مواد براي جذب رطوبت از هوا برجسته¬سازي خواهد‌ شد. دراين پژوهش چارچوب فلزي - آلي زيركونيوم 801 به 2 روش (سنتز سبز و سولوترمال) سنتز شد و به ترتيب 3 نمونه (سنتز سبز (نمونهG)‌، سنتز سبز به همراه ملامين (نمونهM)، سولوترمال (نمونهS)) با سطح ويژه‌هاي691 ، 490 و 365 مترمربع برگرم حاصل شد، سپس تست‌هاي رطوبت سنجي برروي نمونه‌ها انجام گرفت و در بهترين حالت ممكن نمونه¬ها در حدود 40 درصد وزني جذب رطوبت داشتند و طبق بررسي¬ها حداقل در20 چرخه جذب و واجذب نيز پايداري خود را حفظ كردند. از مزاياي اصلي اين چارچوب فلزي - آلي مي‌توان به قابليت بالاي جذب رطوبت، مقرون به صرفه بودن و پايداري بالا اشاره كرد. هم‌چنين از نمونه‌هاي سنتز شده آزمون‌هاي مشخصه‌يابي به صورت كامل گرفته شده كه درنهايت نمونهG در مجموع بهترين عملكرد را از خود نشان داد و اين نمونه اين پتانسيل را دارد كه در دستگاه‌هاي توليد آب از اتمسفرهوا مورد استفاده قرارگيرد. شايان ذكر است كه نمونهM نيز كه به عنوان نوآوري اين كارمطرح شده‌است، چرخه‌هاي جذب و واجذب سريعتري را به نسبت ساير نمونه‌ها دارا مي‌باشد، كه همين ويژگي باعث جذابيت بيشتر اين نمونه در جذب رطوبت در بازه‌هاي زماني كوتاه‌تر مي‌شود.

1401/09/24

Synthesis, characterization and application of zirconium metal-organic framework 801 in atmospheric water harvesting

10/3/2023 12:00:00 AM

Water harvesting from humid air without reliance on high energy has gained major interest as an environmentally friendly water harvesting method. Metal-organic frameworks (MOFs) offer a high potential for this purpose due to their unique structure and intrinsic porosity. In the present work MOF 801 was synthesized using three different approaches: green synthesis (G), green synthesis with melamine (M) , and under solvo-thermal conditions (S). As a result these samples showed a great surface area of 691 , 490 , 365 m2/g respectively. We also demonstrated high water uptake of 40 wt% for MOF samples and their good stability for at least 20 adsorption/desorption cycles. According to the Characterization tests, we introduced (G) as a best MOF 801 for developing (MOF) based devices to harvesting clean liquid water.

جذب رطوبت ازهوا , چارچوب‌هاي فلزي - آلي (MOF) , نانومتخلخل

Nanosystems , Air Moisture Adsorption , Metal - Organic Frameworks (MOF)

Mohammad Aghajani

Dr. Hosein Banna Motejadded Emrooz- Dr. Sadegh Sadeghzadeh