12237

12237

سنتز و شناسايي تركيبات جديد نانو متخلخل آلي فلزي اصلاح‌شده با يون‌هاي سديم و ليتيم و استفاده از آن براي ذخيره‌سازي گاز هيدروژن

كارشناسي ارشد

شيمي - تجزيه

مهرماه 1392

مهرماه 1392

دكتر منصور انبياء - دكتر علي غفاري نژاد

چكيده امروزه يكي از پديده¬هاي زيان‌آوري كه بشر با آن دست به گريبان است، پديده گرم شدن كره زمين بر اثر توليد بيش از حد گازهاي گلخانه¬اي است. اين گازها به طرق مختلف از جمله از طريق وسايل نقليه وارد اتمسفر مي شوند. يكي از راه¬هاي كم كردن توليد گازهاي گلخانه¬اي استفاده از پيل¬هاي سوختي در وسايل نقليه مي¬باشد. با توجه به نياز پيل¬هاي سوختي به هيدروژن، بحث ذخيره¬سازي هيدروژن، بسيار مورد اهميت مي¬باشد. يكي از روش¬هاي مورد تحقيق درباره ذخيره¬سازي هيدروژن استفاده از شبكه¬هاي آلي- فلزي نانو متخلخل به عنوان جاذب هيدروژن مي¬باشد. در پايان نامة حاضر، فرايند جذب هيدروژن توسط شبكه آلي فلزي (Cu-BTC) و (Zn-BTC) مورد تحقيق قرار گرفته است. در مطالعه پيش رو، شبكه¬ هاي آلي فلزي Zn-BTCو Cu-BTC ، سنتز شد و در مرحله بعد توسط فلزات قليايي(سديم و ليتيم) به روش همزماني اصلاح گرديدند. جاذب¬هاي سنتز شده با روش¬هاي شناسايي متداولي از قبيل تكنيك جذب-واجذب نيتروژن (BET)، پراش اشعه ايكس (XRD)، اسپكتروسكوپي زير قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز حرارتي (TGA) بررسي و سنتز شبكه‌هاي مورد نظر تأييد گرديد. ميزان جذب سطحي H2 بر روي جاذب¬هاي سنتز شده به وسيله روش حجم سنجي اندازه‌گيري گرديد. در پايان اين نتيجه به دست آمد كه استفاده از فلزات قليايي سبب افزايش تعداد موقعيت‌هاي فلزي باز جهت جذب و ذخيره‌سازي گاز هيدروژن گرديده است، قابل‌ذكر است كه اين امر سبب افزايش مساحت سطحي و افزايش سايت‌هاي برهمكنش فعال گرديده و در نهايت براي ماده Cu-BTC باعث افزايش ميزان جذب از 06ر5 ميلي مول بر گرم به 05ر7 براي سديم و 04ر8 ميلي مول بر گرم براي ليتيم در دماي 25 درجه سانتي‌گراد و فشار 15 بار شد. براي تركيب Zn-BTC هم در دماي 25 درجه سانتي‌گراد و فشار 15 بار ميزان H2 جذب‌شده برابر با 05ر4 ميلي مول بر گرم بود. پس از وارد سازي يون‌هاي سديم و ليتيم به ساختار ميزان جذب به ترتيب به 50ر6 و 50ر7 ميلي مول بر گرم افزايش مي‌يابد. واژه‌هاي كليدي:هيدروژن، جذب سطحي(فيزيكي)، جاذب نانوپروس، شبكه آلي فلزي، وارد سازي(دوپ كردن) فلزات قليايي به روش همزماني