31467

سنتز و شناسايي كامپوزيت چارچوب فلز-آلي 101-MIL نانوحفره و كاربرد آن در جذب گاز كربن دي اكسيد

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1401

1403/6/13

فرانك منطقي

ندارم

شيمي

بحران گرمايش جهاني به دليل انتشار CO2 به يك نگراني اساسي تبديل شده است. براي رفع چنين نگراني چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) به عنوان جديدترين و اميدواركننده‌ترين ماده براي جذب و جداسازي CO2 در نظر گرفته شده‌اند. در ميان تمام MOF ها، MOF هاي MIL-101 با معماري سخت، تخلخل بالا و پايداري شيميايي بالاتر متمايز مي شوند. با اين حال تركيب MOFها با پليمرها براي دستيابي به خواص مطلوب انجام مي شود. مواد پليمري حلاليت و ويژگي‌هاي مكانيكي عالي را براي جاذب‌هاي جامد مانند MOFهاي پودري و بلوري ارايه مي‌دهند و استفاده از كامپوزيت هاي چارچوب فلز-آلي/پليمر براي جذب CO2 از تركيب هم افزايي خواص منحصر به فرد MOF ها و برتري هاي عملي ارايه شده توسط پليمرها بهره مي برد. در اين پژوهش، ابتدا MIL-101(Fe) با نمك فلزي FeCl3 و ليگاند H2BDC (ترفتاليك اسيد) به روش حلال گرمايي سنتز شد و سپس با انتخاب روش برتر براي پوشش داده شدن با PEG (پلي¬اتيلن گليكول)، ساختار MIL-101(Fe)@PEG تشكيل شد. نتايج آزمون‌هاي ساختارشناسي مانند XRD، SEM، TEM،FTIR ،TGA و BET نشان داد كه نمونه با موفقيت سنتز شده است. نمونه هاي سنتز شده، MIL-101(Fe)،MIL-101(Fe)@PEG 10% ، MIL-101(Fe)@PEG 20% و MIL-101(Fe)@PEG 30% در جذب گاز كربن دي اكسيد مورد آزمايش قرار گرفت و نمونه MIL-101(Fe)@PEG 20% با جذب كربن دي اكسيد به ميزانmmol/g 54/7 بهترين جذب را نشان داد. نمونه¬هاي MIL-101(Fe)، MIL-101(Fe)@PEG 10%، MIL-101(Fe)@PEG 30% به ترتيب جذب mmol/g 23/5، mmol/g 45/6 وmmol/g 84/5 را نشان دادند.

1403/08/12

Synthesis and characterization of nanoporous MIL-101(Fe) composite, and its application in the adsorption of carbon dioxide

9/3/2025 12:00:00 AM

The global warming crisis has become a major concern due to CO₂ emissions. To address this issue, metal-organic frameworks (MOFs) have been considered the newest and most promising materials for CO₂ adsorption and sequestration. Among all MOFs, MIL-101 MOFs are distinguished by their rigid architecture, high porosity, and enhanced chemical stability. However, MOFs are often combined with polymers to achieve desirable properties. Polymeric materials offer excellent solubility and mechanical properties for solid adsorbents, such as powdered and crystalline MOFs. The use of metal-organic framework/polymer composites for CO₂ adsorption is a synergistic combination of the unique properties of MOFs and the practical advantages offered by polymers. In this research, MIL-101(Fe) was first synthesized using the metal salt FeCl₃ and the ligand H₂BDC (terephthalic acid) by the thermal solvent method. The superior method for coating this framework with PEG (polyethylene glycol) was then selected, resulting in the formation of the structure MIL-101(Fe)@PEG.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 MIL-101(Fe)@PEG 20% sample showed the best adsorption with carbon dioxide adsorption of 7.54 mmol/g. MIL-101(Fe), MIL-101(Fe)@PEG 10%, and MIL-101(Fe)@PEG 30% samples showed adsorption of 5.23 mmol/g, 6.45 mmol/g, and 5.84 mmol/g, respectively.

كامپوزيت , جذب گاز , چارچوب فلز آلي

metal organic framework , gas adsorption , composite

shahla zahiri

Dr. faranak manteghi