30077

سنتز و شناسايي مواد كامپوزيتي بر پايه تركيبات نانوساختار چارچوب فلز-آلي 808 و بررسي رفتار آن ها در جذب كربن دي اكسيد

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1401

1402/8/16

دكتر فرانك منطقي

شيمي

استفاده از سوخت‌هاي فسيلي به‌عنوان منبع اوليه انرژي جهاني منجر به افزايش نگران‌كننده غلظت كربن دي‌اكسيد (CO2) در اتمسفر شده است. ويژگي‌هاي قابل‌توجه چارچوب‌هاي فلز-آلي(MOFs) ، آن ها را از نظر ذخيره‌سازي و جداسازي برجسته كرده است. همچنين تركيب MOFها با پليمرها براي دستيابي به خواص مطلوب انجام مي¬شود. مواد پليمري حلاليت و ويژگي‌هاي مكانيكي عالي را براي جاذب‌هاي جامد مانند MOF هاي پودري و بلوري ارايه مي‌دهند. در اين پژوهش ابتدا MOF-808 با دو نمك فلزي مختلف ZrO2Cl2 و ZrCl4 و ليگاند H3BTC به روش حلال گرمايي سنتز شده است و سپس روش برتر براي پوشش داده شدن با پليمر PEG انتخاب شد و ساختار هسته-پوسته MOF-808@PEG تشكيل شد. نتايج آزمون‌هاي ساختارشناسي مانند XRD، SEM، TEM،FTIR و BET نشان داد كه نمونه با موفقيت سنتز شده است. نمونه هاي سنتز شده، MOF-808،MOF-808@PEG 10%، MOF-808@PEG 20% و MOF-808@PEG 30% در جذب گاز كربن دي اكسيد مورد آزمايش قرار گرفت و نمونه MOF-808@PEG 20% با جذب كربن دي اكسيد mmol/g 91/7 بهترين جذب را نشان داد. نمونه هاي MOF-808، MOF-808@PEG 10%، MOF-808@PEG 30% به ترتيب جذب mmol/g 4/6، mmol/g 17/7، mmol/g 54/7 را نشان دادند.

1402/08/23

Preparation and Characterization of Composite Materials Based on MOF-808 Nanostructure, and Studying Their Behavior in CO2 adsorption

11/6/2024 12:00:00 AM

The use of fossil fuels as the primary source of global energy has led to an alarming increase in the concentration of carbon dioxide (CO2) in the atmosphere. Extensive researches conducted in the last two decades has highlighted the remarkable properties of metal-organic frameworks (MOFs) in terms of storage and separation. However, the practical application and commercialization of MOFs is limited to powder form due to their crystalline or microcrystalline nature, which creates challenges in their integration for various applications. In addition, certain types of MOFs show reduced performance under wet conditions. To overcome these limitations, there is the potential of combining MOFs with polymers to achieve desirable properties. Polymeric materials offer excellent solubility and mechanical properties for solid adsorbents such as powdered and crystalline MOFs. In this research, MOF-808 was first synthesized with two different metal salts, and then the superior method was chosen to be coated with PEG polymer and the core-shell structure of MOF-808@PEG was formed. The results of structural tests such as XRD, SEM, TEM, FTIR and BET showed that the sample was successfully synthesized. The synthesized sample was tested for carbon dioxide gas adsorption and MOF-808@PEG 20% sample showed the best adsorption with carbon dioxide adsorption of 7.91 mmol/g. MOF-808, MOF-808@PEG 10%, and MOF-808@PEG 30% samples showed adsorption of 6.4 mmol/g, 7.17 mmol/g, and 7.54 mmol/g, respectively.

چارچوب فلز-آلي 808 , كامپوزيت ماف-پليمر , پلي اتيلن گليكول , كربن دي اكسيد , جذب گاز

MOF-808 , MOF@Polymer Composites , Polyethylene Glycol , Carbon dioxide , Gas adsorption

Saber Keshavarz

Dr. Franak Manteghi