30078

سنتز و شناسايي تركيبات نانو ساختار چارچوب فلز-آلي 74 با پليمرهاي آلي و بررسي رفتار آن‌ها در جذب كربن دي‌اكسيد

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1401

1402/08/16

فرانك منطقي

شيمي

استفاده از سوخت‌هاي فسيلي به‌عنوان منبع اوليه انرژي جهاني منجر به افزايش نگران‌كننده غلظت كربن دي‌اكسيد (CO2) در اتمسفر شده است. تحقيقات گسترده‌اي كه در دو دهه گذشته انجام‌شده است، ويژگي‌هاي قابل‌توجه چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) را ازنظر ذخيره‌سازي و جداسازي برجسته كرده است. با اين‌حال، كاربرد عملي و تجاري‌سازي MOFها به دليل ماهيت بلوره‌اي آن‌ها به شكل پودر محدودشده است و چالش‌هايي را در ادغام آن‌ها براي كاربردهاي مختلف ايجاد مي‌كند. افزون بر اين، انواع خاصي از MOF ها در شرايط مرطوب عملكرد كاهشي را نشان مي‌دهند. براي رفع اين محدوديت‌ها، پتانسيل تركيب MOFها با پليمرها براي دستيابي به خواص مطلوب وجود دارد. مواد پليمري حلاليت و ويژگي‌هاي مكانيكي عالي را براي جاذب‌هاي جامد مانند MOF هاي پودري و بلوري ارايه مي‌دهد. در اين پژوهش ابتدا با دو روش مختلف پليمر پلي دوپامين سنتز شده است و سپس به‌پيش ساز هاي Zn-MOF-74 اضافه گرديد و در‌ اثر خودآرايي Zn-MOF-74 در اطراف پلي دوپامين ساختار هسته-پوسته PDA@ Zn-MOF-74 تشكيل شد. نتايج آزمون‌هاي ساختارشناسي مانندXRD، FESM، TEM و FTIR نشان داد كه نمونه با موفقيت سنتز شده است. همچنين نتايج آناليز BET براي MOF-74 سنتز شده و كامپوزيتZn-MOF-74 @PDA سنتز شده به ترتيب m2/g 6/733 و m2/g1/552 نشان داده شده است كه نشان دهنده سنتز موفقيت آميز هر دو نمونه بوده است. در اين پژوهش حداكثر ظرفيت جذبCO2 و بازده چرخه‌اي جاذب سنتز شده به ترتيب 17/8 ميلي مول بر گرم و 8/96درصد حاصل شده است.

1402/08/23

Synthesis and identification of nanostructure compounds of metal-organic framework 74 with organic polymers and investigation of their behavior in carbon dioxide absorption

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 research 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 has been limited to powder form due to their crystalline nature, creating 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, polydopamine polymer was first synthesized by two different methods and then it was added to Zn-MOF-74 precursors and as a result of the self-assembly of Zn-MOF-74 around polydopamine, the core-shell structure of PDA@Zn-MOF-74 was formed. The results of structural tests such as XRD, FESM, TEM and FTIR showed that the sample was successfully synthesized. Also, the results of BET analysis for the synthesized MOF-74 and synthesized Zn-MOF-74@PDA composite are shown as 733.6 m2/g and 552.1/g m2/g, respectively, which indicates the successful synthesis of both samples. In this study, the maximum CO2 absorption capacity and the cyclic efficiency of the synthesized adsorbent were 8.17 mmol/g and 96.8%, respectively.

چارچوب‌هاي فلز-آلي 74 , كامپوزيت MOF-Polymer , كربن دي‌اكسيد

Metal-organic frameworks 74 , MOF-Polymer compositen , gas adsorbtion , carbon dioxide

fateme zeinali

doctor faranak manteghi