• شماره ركورد
    33520
  • پديد آورنده

    امير كاظمي

  • عنوان
    سنتز و شناسايي چارچوب هاي فلز- آلي نانو ساختار بر پايه فلزات واسطه و بررسي كاربرد آن ها در ذخيره انرژي، دارورساني و جذب گاز
  • مقطع تحصيلي
    دكترا
  • رشته تحصيلي
    شيمي معدني
  • سال تحصيل
    1397
  • تاريخ دفاع
    1404/03/31
  • استاد راهنما
    دكتر فرانك منطقي
  • استاد مشاور
    دكتر احد قائمي
  • دانشكده
    شيمي
  • چكيده
    چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) به‌دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد ساختاري و عملكردي، در سال‌هاي اخير توجه گسترده‌اي را در حوزه‌هاي مختلف علوم و فناوري‌هاي نوين به خود جلب كرده‌اند. در اين پژوهش، با هدف بهبود عملكرد MOF-74 در سه كاربرد كليدي شامل ذخيره‌سازي انرژي، دارورساني هوشمند و جذب گاز، روش‌هاي سنتز متنوعي بر روي اين چارچوب اعمال شد. در بخش نخست، ساختار چندفلزي MOF-74 شامل منگنز، كبالت و نيكل (MnCoNiMOF-74) با استفاده از روش سنتز درجا مستقيماً بر روي بستر فوم نيكل تهيه شد تا در كاربردهاي ذخيره‌سازي انرژي به كار گرفته شود. نتايج الكتروشيميايي نشان داد كه اين ساختار متخلخل، با بهره‌گيري از برهم‌كنش‌هاي هم‌افزاي ميان يون‌هاي فلزي، ظرفيت ويژه‌ي بالايي در حدود mF/cm² 4390 ارائه داده و پايداري چرخه‌اي مناسبي از خود نشان مي‌دهد كه آن را براي استفاده در ابرخازن‌هاي پيشرفته مناسب مي‌سازد. در بخش دوم، با هدف توسعه‌ي دارورساني هوشمند، دو نوع نانوساختار بر پايه Zn-MOF-74 با بهره‌گيري از پيش‌سازهاي آنيوني متفاوت (استات و نيترات روي) سنتز و با داروي دوكسوروبيسين (DOX) بارگذاري شدند. نتايج نشان داد كه نانوساختار حاصل از منبع روي استات (RA-MOF-74) با بازده بارگذاري 96.5 درصد و آزادسازي كنترل‌شده در محيط اسيدي، عملكرد ضدسرطاني مؤثرتري داشته و سميت سلولي كمتري نسبت به نمونه‌ي ديگر از خود نشان مي‌دهد. در بخش سوم، يك روش سبز و سريع براي سنتز ساختارMOF-74 با كنترل دقيق ريخت‌شناسي، به‌منظور ارتقاي عملكرد جذب گاز CO₂ توسعه داده شد. ساختار G1-MOF-74، با سطح ويژه‌ي بالا، در دماي 298 كلوين به ظرفيت جذبي چشمگير mmol/g 5.86 دست يافت. همچنين، عملكرد چرخه‌اي در طول 15 چرخه جذب-واجذب كاهش كمتر از 10 درصدي را نشان داد كه بيانگر پايداري ساختاري مطلوب اين جاذب در شرايط عملياتي است. نتايج اين پژوهش، پتانسيل چشمگير MOF-74 را در توسعه فناوري‌هاي نوين در حوزه‌هاي انرژي، زيست‌پزشكي و محيط‌زيست نشان داده و زمينه‌ساز طراحي چارچوب‌هاي فلز-آلي پيشرفته، به‌ويژه چارچوب‌هاي فلزي-آلي با آنتروپي بالا (High-Entropy MOFs) با عملكردهاي چندگانه در آينده خواهد بود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/04/29
  • عنوان به انگليسي
    Synthesis an‎d Characterization of Nanostructured Metal–Organic Frameworks Based on Transition Metals an‎d Investigation of Their Applications in Energy Storage, Drug Delivery, an‎d Gas Adsorption
  • تاريخ بهره برداري
    6/21/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    امير كاظمي

  • چكيده به لاتين
    Metal–organic frameworks (MOFs), owing to their unique structural an‎d functional properties, have attracted significant attention in recent years across various scientific an‎d technological domains. In this study, diverse synthetic strategies were applied to MOF-74 to enhance its performance in three key applications: energy storage, smart drug delivery, an‎d selec‎tive gas adsorption. In the first part, a multimetallic MOF-74 structure containing manganese, cobalt, an‎d nickel (MnCoNiMOF-74) was synthesized in situ directly on a nickel foam substrate, aiming to improve its performance in energy storage systems. Electrochemical analyses revealed that the resulting porous structure, benefiting from synergistic interactions among metal ions, delivered a high specific capacitance of approximately 4390 mF/cm² an‎d demonstrated good cycling stability, highlighting its potential for use in advanced supercapacitor systems. In the second part, targeting the development of smart drug delivery platforms, two Zn-MOF-74-based nanostructures were synthesized using different anionic precursors (zinc acetate an‎d zinc nitrate) under ambient temperature conditions an‎d loaded with the anticancer drug doxorubicin (DOX). The nanostructure derived from zinc acetate (RA-MOF-74) exhibited a high drug loading efficiency of 96.5% an‎d a controlled release profile under acidic conditions, resulting in more effective anticancer activity an‎d lower cytotoxicity compared to the other sample. In the third part, a green an‎d rapid synthesis method was developed for MOF-74 (G-MOF-74) with controlled morphology to improve CO₂ adsorption performance. The synthesized structure, with its high surface area, achieved a remarkable adsorption capacity of 5.86 mmol/g at 298 K. Cyclic performance eva‎luation over 15 adsorption–desorption cycles showed less than 10% reduction in capacity, indicating good structural stability under operational conditions. The findings of this study demonstrate the significant potential of MOF-74-based structures for application in emerging technologies related to energy, biomedicine, an‎d environmental science. These results pave the way for the design of advanced metal–organic frameworks, particularly high-entropy MOFs, with multifunctional capabilities in future applications.
  • كليدواژه هاي فارسي
    چارچوب‌هاي فلز-آلي , ماف-74 , ذخيره‌سازي انرژي , دارورساني , جذب گاز , Metal–Organic Frameworks , Metal–Organic Frameworks , MOF-74 , Energy Storage , Drug Delivery , Gas Adsorption
  • كليدواژه هاي لاتين
    Metal–Organic Frameworks , MOF-74 , Energy Storage , Drug Delivery , Gas Adsorption
  • Author
    Amir Kazemi
  • SuperVisor
    Dr. Faranak Manteghi