Metalli-orgaaninen runkorakenne, MOF

Metalli-orgaaninen runkorakenne, MOF.

Metalli-orgaaninen runkorakenne, MOF on huokoinen kiteinen materiaali, johon metalli-ionit liittyvät orgaanisiin molekyyleihin. Tällaisissa kehysrakenteissa muodostuu melko suuria huokosia, joiden koko on nanometri, Mikä voi olla “vieras” molekyylejä.

Metalli-orgaaniset runkorakenteet

MOF-5, esimerkkinä metalli-orgaaniset runkorakenteet

Metalli-orgaanisten runkorakenteiden ominaisuudet ja edut

Metalli-orgaanisten runkorakenteiden käyttö

Metalli-orgaaninen runkorakenne:

Metalli-orgaaninen runkorakenne (eng. metalli-orgaaniset rungot, MOF) on huokoinen kiteinen materiaalejajoissa ionit metallin kytketty orgaanisiin ligandeihin. Tällaisissa kehysrakenteissa muodostuu melko suuria huokosia, joiden koko on nanometri, Mikä voi olla “vieras” molekyylejä, ts. muiden aineiden molekyylit.

MOF koostuu ns. epäorgaanisista klustereista, mikä, sääntönä, ovat ioneja metallien tai muut epäorgaaniset polynukleaariset klusterit, ja ns Luomu polyfunktionaaliset molekyylit (kutsutaan myös ligandeiksi tai linkkereiksi). Orgaanisiin polyfunktionaalisiin molekyyleihin kytketyt epäorgaaniset klusterit vahvistavat kovalenttisia sidoksia.

Metalli-orgaaninen runkorakenne voi olla yksiulotteinen, kaksi- tai kolmiulotteinen. Ulkopuolella, ne näyttävät ensimmäisessä tapauksessa, ketjuina, ja toinen ruudukkona, kolmannessa kehyksessä, kristalli ristikko.

Rakenne MOF voidaan edustaa rakentamisen muodossa, joiden solmut ovat yhdistettyjä epäorgaanisia klustereita orgaaniseen molekyylit kuin sauvat.

Kuva epäorgaanisia klustereita edustavat pallot ja Luomu molekyylit, jotka yhdistävät linjat.

MOF on uusi huokoisten kiteisten orgaanisten ja epäorgaanisten polymeerien luokka. MOF-huokosien sisätilan tilavuus voi olla kooltaan useita nanometrejä 50 nm ja enemmän.

MOF-5, esimerkkinä metalli-orgaaninen runkorakenne :

Alla oleva kuva esittää MOF-5: n kiderakenteen, jolla on kemiallinen kaava Zn4O[O2C – C6H4– CO2]3, jonka mahdollinen soveltaminen on sorptio vetyä.

© Kuva https://daily.zhihu.com/story/4385131

Sininen on ZnO4-tetraedri (Zn keskellä, O tetraedrin kärjessä). Epäorgaaninen klusteri koostuu neljästä tetraedrasta, jotka muodostavat suuren kuution. Kuution kärjet yhdistetään linkkerillä - tereftaalihapolla. Kuvan MOF-5 sisätila näyttää suuren keltaisen pallon.

Metalli-orgaanisten runkorakenteiden ominaisuudet ja edut:

- suuri ominaispinta-ala. Jotkut MOF-arvot ovat suurempia kuin aktivoitujen puuhiili,

- alhainen tiheys,

- suuri adsorptiokyky,

- korkea lämpö- ja kemiallinen vakaus,

selektiivisyys tietyille kemiallisille aineille ja yhdisteille, esimerkiksi, tietyt kaasut. Täten, MFM-300 (Al) pystyy valikoivasti kaapata ja palata antamaan typpioksidi (NO2) alkaen ilmaajossa typpioksidi (NO2), häntä voi olla hyvin pieni määrä - jopa 1 miljoonasosa, ja MOF-801 voi absorboida ja antaa takaisin kevyestä vesihöyrystä ilma jopa alhaisessa kosteudessa,

- MOF: ää voidaan helposti modifioida molekyylitasolla,

- kyky muuttaa. MOF voisi palautuvasti muuttaa kokoonpanoa valon vaikutuksesta, lämpötila, paine, sähköinen kenttä- tai kemiallinen reaktio. Esimerkiksi, joidenkin MOF: n rakenne voisi käänteisesti muuttua kolmiulotteisesta huokoisesta kaksiulotteisesta kerroksesta. Kokoonpanon muutos antaa MOF: n siepata molekyylin ensin, ja sitten muutoksen jälkeen antaa heille

MOF: n huokostilavuutta voidaan säätää valitsemalla Luomu komponentti MOF: n synteesiin.

Metalli-orgaanisten runkorakenteiden käyttö:

erilaisten aineiden talteenottoa ja varastointia varten

- kaasujen puhdistus ja varastointi

- kaasuseosten erottaminen

- sorbentteina monilla alueilla

katalyysissä,

- ilmanpuhdistus haitallisista epäpuhtauksista,

- veden saaminen ilmasta.

Huomautus: © Kuva , , https://www.clipartmax.com, https://daily.zhihu.com/story/4385131