Synteza i charakterystyka właściwości sorpcyjnych wybranych związków metaloorganicznych

Abstract

Celem pracy była synteza i charakterystyka strukturalna trzech wybranych związków metaloorganicznych z grupy Me2(BDC)2(Dabco), gdzie za Me podstawiono Ni, Zn i Mg, a następnie określenie ich właściwości sorpcyjnych. Związki te powstały w wyniku połączenia azotanów wymienionych metali z kwasem tereftalowym i związkiem Dabco (1,4-diazabicyklo[2.2.2]oktan) w obecności dimetyloformamidu w odpowiednich warunkach temperatury i ciśnienia. Charakterystyki struktury materiałów dokonano za pomocą metody dyfrakcji rentgenowskiej, spektroskopii w podczerwieni, analizy termicznej oraz mikroskopii skaningowej. Badania wykazały, że powstałe związki charakteryzują się strukturą krystaliczną, a kryształy przybierają formę igieł (Ni-MOF), sześcianów (Zn-MOF) oraz płytek (Mg-MOF). Związki te są stabilne do temperatury około 140oC (Ni, Zn-MOF) i 240oC (Mg-MOF). Analiza właściwości sorpcyjnych wykazała jednak, że związki są niestabilne pod względem masy i mimo ich odgazowania nie udało się uzyskać jednoznacznych wyników. Badania wskazują jednak na to, że najlepszym sorbentem jest Ni-MOF, a związek Mg-MOF nie nadaje się do pełnienia roli sorbentu.

The aim of the study was to synthesize three metal-organic framework materials from Me2(BDC)2(Dabco) group (Me = Ni, Zn, Mg), and analyze its sorption properties. Materials where synthesized by mixing metals with terephthalic acid and 1,4-diazabicyklo[2.2.2]octane in the presence of DMF. Then the products were analyzed by XRD, FTIR, DTA and SEM methods. Materials have a crystalline structure in the form of: needles (Ni-MOF), cubes (Zn-MOF) and plates (Mg-MOF). Materials are stable up to the temperature of 140oC (Ni, ZN-MOF) and 240oC (Mg-MOF). Despite that, during the sorption analysis materials were unstable and it was impossible to get clear results. Results show that the best sorbent was Ni-MOF and that Mg-MOF cannot be used as sorbent due to its low sorption capabilities.