Design and synthesis of novel porous coordination polymers based on functionalized organic linkers

 
Το τεκμήριο παρέχεται από τον φορέα :
Πανεπιστήμιο Κρήτης
Αποθετήριο :
E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2017 (EL)
Σχεδιασμός και σύνθεση νέων πορωδών πολυμερών συναρμογής (MOFs) βασισμένων σε τροποποιημένους οργανικούς υποκαταστάτες
Design and synthesis of novel porous coordination polymers based on functionalized organic linkers

Σαρτσίδου, Χριστίνα

Μήλιος, Κωνσταντίνος
Τρικαλίτης, Παντελής Ν.
Φρουδάκης, Γεώργιος

Τα Metal Organic Frameworks (MOFs) είναι μια σχετικά καινούρια οικογένεια πορωδών υλικών που σχηματίζονται από την ένωση με δεσμό συναρμογής ενός μεταλλικού κατιόντος ή μεταλλικής πλειάδας με έναν οργανικό υποκαταστάτη. Μεταβάλλοντας την φύση της ανόργανης μεταλλικής πλειάδας ή την γεωμετρία του οργανικού υποκαταστάτη, είναι εφικτός ο σχεδιασμός υλικών με διαφορετικές δομές/τοπολογίες. Επιπλέον, τροποποιώντας τον οργανικό υποκαταστάτη με λειτουργικές ομάδες, μεταβάλλονται και οι ιδιότητες των υλικών αυτών. Το εξαιρετικό πορώδες των MOFs σε συνδυασμό με την δυνατότητα ελέγχου στο μέγεθος, στο σχήμα και τη λειτουργικότητα του πόρου καθιστά αυτά τα υλικά κατάλληλα για ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών, όπως η αποθήκευση αερίων και ο διαχωρισμός αερίων με περιβαλλοντικό ενδιαφέρον (CO2, CH4, H2,), η κατάλυση, μεταφορά φαρμάκων, αγωγιμότητα πρωτονίων κ.α. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν τροποποιημένα με πολικές ομάδες (-ΝΟ2, -SO3H, -NH-) MOFs, και αξιολογήθηκε η επίδραση αυτών στην προσρόφηση των αερίων. Συγκεκριμένα, συντέθηκαν με τον τροποποιημένο υποκαταστάτη με μία σουλφονική ομάδα 4-sulfonapthelene-2,6-dicarboxylic acid, τα MOFs IRMOF-8-SO3H και μία σειρά από MOFs με fcu τοπολογία βασισμένα σε σπάνιες γαίες. Στη συνέχεια, το Y-fcu-MOF τροποποιήθηκε με κατιόντα Ag+ κι ελέγχθηκε η ικανότητα του διαχωρισμού του προπενίου από το προπάνιο. Επιπλέον, συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκε το πορώδες τριών μεσοπορώδων MOFs με τη χρήση δύο διαφορετικής γεωμετρίας υποκαταστατών και την τετραπυρηνική μεταλλική πλειάδα [Zn4O(COΟ)6]. Τέλος, με τη χρήση ενός υποκαταστάτη με τετράγωνη γεωμετρία σύνδεσης (τετρατοπικός), συντέθηκαν με επιτυχία δύο MOFs με τις σπάνιες τοπολογίες she και csq. Η τοπολογία she σχηματίστηκε από τον συνδυασμό του τετρατοπικού υποκαταστάτη με την εξαπυρηνική μεταλλική πλειάδα του Hf6, [Hf6(μ3-Ο)4(μ3-ΟΗ)4(CH3COΟ)1(HCOO)5 (Η2Ο)6(COO)6]. Το Hf-she-MOF ενεργοποιήθηκε επιτυχώς και οι προσροφητικές του ιδιότητες μελετήθηκαν εκτενώς ως προς τα αέρια CO2, CH4 και Η2 σε χαμηλές και υψηλές πιέσεις. To Y-csq-MOF σχηματίστηκε από τον συνδυασμό του τετρατοπικού υποκαταστάτη με την τετραπυρηνική πλειάδα του Υ4, [Υ4(μ3-Ο)2(COO)8]. Αξιολογήθηκαν οι προσροφητικές του ιδιότητες ως προς τα αέρια CO2, CH4 και Η2. (EL)
Metal organic frameworks (MOFs) are a relatively new class of porous materials that consists of inorganic nodes (metals or clusters) bridged by polytopic organic linkers (mostly carboxylates), forming coordination bonds. Altering the nature of the inorganic node or the geometry of the organic linker, it is possible to design materials with different topologies. This tunable nature of MOFs makes them suitable candidates in various key applications such as gas storage/separation, catalysis and drug release. The main purpose of this work is the synthesis and characterization of functionalized MOFs, with polar groups such as -NO2, -SO3H, -NH- and their effect on gas sorption properties. The functionalized IRMOF-8 with sulfonic groups was successfully synthesized and structurally characterized and its gas-sorption properties were studied. Also with the use of the same organic linker, a series of rare-earth MOFs (RE-MOFs) with the fcu topology were synthesized. The Y-fcu analogue was functionalized with Ag+ cations, and the selectivity of propane/propene was evaluated. Furthermore, three novel mesoporous MOFs were synthesized, using two different linkers with different geometries. These mesoporous MOFs were activated using supercritical CO2 and their porosity was evaluated. With the use of a tetragonal linker, two MOFs were synthesized with the rare topologies she and csq. The she topology was obtained with the use of the 6-connected Hf6 cluster, [Hf6(μ3-Ο)4(μ3-ΟΗ)4(CH3COO)1(HCOO)5(Η2Ο)6(COO)6] and the 4-connected tetragonal linker. The Hf-she-MOF was successfully activated and its gas sorption properties were evaluated at low and high pressures. The Y-csq-MOF was obtained with the use of the same linker and an 8-connected Y4 cluster [Υ4(μ3-Ο)2(COO)5]. (EN)

text
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Προσρόφηση αερίων
Gas sorption
Porous materials,
Πορώδη υλικά

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

Ελληνική γλώσσα

2017-07-21


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.