Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть

Металл-органические каркасные структуры, MOF

  • Array

Металл-органические каркасные структуры, MOF.

 



 

Металл-органические каркасные структуры, MOF – это пористые кристаллические материалы, в которых ионы металла связаны между собой с органическими молекулами. Внутри таких каркасных структур образуются достаточно крупные поры нанометрового размера, в которых могут находиться «гостевые» молекулы.

 

Металл-органические каркасные структуры

MOF-5, как пример металл-органической каркасной структуры 

Свойства и преимущества металл-органических каркасных структур

Применение металл-органических каркасных структур

 


Металл-органические каркасные структуры:

Металл-органические каркасные структуры (англ. metal-organic frameworks, MOF) – это пористые кристаллические материалы, в которых ионы металла связаны между собой с органическими лигандами. Внутри таких каркасных структур образуются достаточно крупные поры нанометрового размера, в которых могут находиться «гостевые» молекулы, то есть молекулы других веществ.

MOF состоит из т.н. неорганических кластеров, которыми, как правило, выступают ионы металлов или иные полиядерные неорганические кластеры, и т.н. органических полифункциональных молекул (именуемых также лигандами или линкерами). Неорганические кластеры связаны с органическими полифункциональными молекулами сильными ковалентными связями.

Металл-органические каркасные структуры могут быть одномерными, двумерными или трехмерными. Внешне они выглядят в первом случае как цепочки, во втором – как сетки, в третьем – как каркасы, кристаллические решетки.

Структуру MOF можно представить в виде конструкции, в узлах которой находятся неорганические кластеры, соединенные органическими молекулами подобно стержням.

МОФ

На рисунке неорганические кластеры представлены шариками, а органические молекулы соединительными линиями.

MOF является новым классом пористых кристаллических органико-неорганических полимеров. Объем внутреннего пространства – пор MOF может иметь размер от нескольких нанометров до 50 нм и более.

 

MOF-5, как пример металл-органической каркасной структуры :

Ниже на рисунке показана кристаллическая структура MOF-5, имеющей химическую формулу Zn4O[O2C–C6H4– CO2]3, возможное применение которой – сорбция водорода.

 

МОФ

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

Синий тетраэдр представляет собой ZnO4 (Zn в середине, O в вершине тетраэдра). Неорганический кластер состоит из четырех тетраэдров, образующих большой куб. Вершины кубов соединены между собой линкером – терефталевой кислотой. Внутреннее пространство MOF-5 на рисунке представлено большим желтым шариком.

 

Свойства и преимущества металл-органических каркасных структур:

– высокая удельная поверхность. У некоторых MOF она больше, чем у активированного угля,

– низкая плотность,

– высокая адсорбционная способность,

– высокая термическая и химическая устойчивость,

– селективность к определенным химическим веществам и соединениям, например, к определенным газам. Так, MFM-300 (Al) способен избирательно захватывать и обратно отдавать оксид азота (NO2) из воздуха, в котором оксид азота (NO2) сам может находиться в очень небольшом количестве – до 1 части на миллион, а MOF-801 может поглощать и обратно отдавать под действием света пары воды из воздуха даже при низкой влажности,

– MOF можно легко модифицировать на молекулярном уровне,

– способность к модификации. MOF могут обратимо изменять свою конфигурацию под действием света, температуры, давления, электрического поля или химической реакции. Например, структура некоторых MOF может обратимо превращаться из трехмерной пористой в двумерную слоистую. Изменение конфигурации позволяет MOF сначала захватывать  молекулы, а затем – после изменения отдавать их,

– объем пор MOF можно контролировать за счет подбора органического компонента для синтеза MOF.

 

Применение металл-органических каркасных структур:

– для захвата и хранения различных веществ,

– очистка и хранение газов

– разделение газовых смесей,

– в качестве сорбентов во многих областях,

– в катализе,

– очистка воздуха от вредных примесей,

– получение воды из воздуха.

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, https://www.clipartmax.com, https://daily.zhihu.com/story/4385131

 







карта сайта

 

comments powered by HyperComments