عنوان پایان‌نامه
سنتز ساختارهای نانو متخلخل با چارچوب های فلز- آلی (MOF) به صورت ترکیبات MOF-MC با استفاده از لیگاندهای کربوکسیلاتی و سری اول فلزات واسطه و بررسی جذب گاز در این ساختارها
- رشته تحصیلی
- علوم وفناوری نانو- نانو شیمی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6281;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75406;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6281;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75406
- تاریخ دفاع
- ۲۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمد سلیمانی
- استاد راهنما
- علیرضا عباسی
- چکیده
- دو چارچوب فلز-آلی آمیخته (mixed component metal organic framework) سه بعدی با فرمول کلی [MM`(µ3-tere)(µ2-NL)] سنتز شده که در آن M وM` به ترتیب فلزات کبالت و نیکل ، tere =ترفتالیک اسید و لیگاند N دهنده در یکی از ساختارها پیرازین و در دیگری 4,4 بی پیریدین است.بلور های جدید سنتز شده به وسیله پراش پرتو ایکس تک بلور،طیف سنجی مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد شناسایی قرار گرفته اند. در هردو بلور لیگاند ترفتالیک اسید سبب رشد دوبعدی بلور می شود که این لایه های دو بعدی به وسیله لیگاند های Nدهنده (4,4 بی پیریدین و پیرازین) به صورت یک شبکه سه بعدی نانو متخلخل در می آیند. جهت تعیین یکسان بودن فاز بلور های سنتز شده از پراش اشعه ایکس پودری استفاده شده است. بررسی اثر اندازه لیگاند N دهنده و اندازه حفره بر میزان گاز مورد مطالعه قرار گرفته شد و ایزوترم های جذب گاز CO2 برای این بلورها رسم شد. بلوری که دارای لیگاند 4،4بی پیریدین است میزان جذب بیشتری را نشان می دهد در حدود 3 میلی مول بر گرم که نشان دهنده افزایش اندازه حفره با افزایش اندازه لیگاند ستونی است. در قسمت دوم این پروژه سنتز نانو بلور های فلز-آلی با استفاده از تعدیل دهنده های واکنش مورد مطالعه قرار گرفته شد و با استفاده از استیک اسید به عنوان عامل محدود کننده رشد موفق به سنتز نانو بلور های میله ای در اندازه های مختلف شدیم . نانو بلور های سنتز شده توسط پراش اشعه ایکس پودری و میکروسکوپ الکترونی روبشی شناسایی شده و جذب گاز در این نانو بلور ها در مقایسه با نمونه توده ای آن مورد مطالعه قرار گرفت. با کاهش اندازه بلور ها جذب گاز به صورت نامحسوسی افزایش پیدا می کند که نشان از کاهش مسیر نفوذ گاز در بلور ها را دارد. نمونه ای که اندازه بلور های آن در محدوده 40-60 نانو متر است جذب گازی در حدود 4 میلی مول بر گرم را نشان می دهد که این جذب دو برابر میزان جذب گاز در نمونه است که اندازه آن دو میکرومتر است.
- Abstract
- Two 3D mixed component metal organic frameworks with the total formula [MM`(µ3-tere)(µ2-N)] have been synthesized, in which M and M` structures are Co and Ni, respectively. Tere is an abbreviation for terphtalic acid and N ligand is pyrazin in the first structure and 4, 4 bi pyridine in the second. These two new synthesized crystals were characterized by XRD, IR and SEM. In the both structures, terphtalic acid made 2D layers and expand them. Ultimately, these layers make 3D nano porous structures with pyrazin and 4,4 bi pyridine as pillar ligands. In order to determine the phase being the same crystal, powder x-ray diffraction has been used. The effect of donor N ligand size and the size of the holes in the structures on the absorption of CO2 have been studied and isotherm adsorption was drawn.the crustal contains 4,4 bi pyridine ligand shows more absorption - about 3 mm mole/g which represents the increasing the surface area of the MOF by increasing the length of pilar ligand. In the second part of this project, the synthesis of metal organic nano-crystals with the use of capping reagent was being studied. Thus, using acetic acid as a limiting factor in the growth of nano-Crystal led to successful synthesis of nano rods in various sizes. The synthesized nano-crystals were identified by powder x-ray diffraction and electron microscopy. Then, gas absorption in this nano-crystals compared with balk crystal was studied. By reducing the size of crystals, gas absorption increased that represents reducing gas penetration in Crystals. For crystals in the range of 40-60 nano-meter gas absorption is approximately 4 m mole/g. This amount is double the amount of gas adsorption in the sample with 2mm diameter.Keyword: mixed component metal organic framework, nano porous structure, Nano crystal, terphtalic acid and pillar ligand
