Luận án TS: MOF (IRMOF, ZIF, MOF-199) làm xúc tác Friedel-Crafts, Knoevenagel

Luận án tiến sĩ khám phá irmof 8, zif 9, mof 199, irmof 3 làm xúc tác cho các phản ứng hữu cơ quan trọng.

Chuyên ngành

Organic chemical Technology

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

134

Thời gian đọc

21 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tóm tắt nội dung

I.

Tài liệu này khám phá tiềm năng của các Khung Kim Loại Hữu Cơ (MOF), Khung Imidazolate Zeolit (ZIF) và MOF-199 làm xúc tác hiệu quả trong tổng hợp hữu cơ. Nghiên cứu tập trung vào IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199 và IRMOF-3. Các vật liệu này được đánh giá cho vai trò xúc tác dị thể trong nhiều phản ứng hữu cơ quan trọng. Mục tiêu là phát triển các hệ xúc tác bền vững, hiệu quả cao, thân thiện môi trường.

1.1. Giới thiệu chung về Khung Kim Loại Hữu Cơ MOF

Khung kim loại hữu cơ (MOF) là vật liệu xốp tiên tiến. Chúng được cấu tạo từ các ion hoặc cụm kim loại và các phối tử hữu cơ. Cấu trúc tinh thể, trật tự cao tạo nên mạng lưới lỗ xốp độc đáo. MOF có diện tích bề mặt lớn. Chúng thể hiện tiềm năng vượt trội trong nhiều lĩnh vực. Đặc biệt, ứng dụng xúc tác là một trọng tâm nghiên cứu. Các MOF đã chứng tỏ hiệu quả trong tổng hợp hữu cơ. Chúng hoạt động như xúc tác dị thể. Khả năng tùy chỉnh cấu trúc giúp MOF phù hợp nhiều loại phản ứng. Đây là một lợi thế lớn so với xúc tác truyền thống.

1.2. Vai trò của ZIF và MOF 199 trong xúc tác hữu cơ

Trong số các MOF, ZIF (Khung imidazolate zeolit) và MOF-199 (còn gọi là HKUST-1) là những vật liệu nổi bật. ZIF có cấu trúc tương tự zeolit. Chúng sở hữu độ bền nhiệt và hóa học cao. Điều này làm ZIF trở thành trung tâm xúc tác lý tưởng. ZIF-9 được tổng hợp và ứng dụng. MOF-199 (HKUST-1) là một MOF gốc đồng. Nó nổi tiếng với các trung tâm kim loại hở. Các trung tâm này là trung tâm xúc tác hoạt động. Nghiên cứu tập trung vào IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199 và IRMOF-3. Những vật liệu này được sử dụng làm xúc tác dị thể cho các phản ứng hữu cơ quan trọng. Mục tiêu là phát triển các hệ xúc tác hiệu quả, bền vững.

II.

Việc tổng hợp và đặc trưng kỹ lưỡng các Khung Kim Loại Hữu Cơ (MOF) là bước then chốt. Nó đảm bảo vật liệu có cấu trúc và tính chất phù hợp cho ứng dụng xúc tác. Phương pháp solvothermal được sử dụng để chế tạo các MOF. Các kỹ thuật phân tích hiện đại xác nhận cấu trúc tinh thể, hình thái xốp, nhóm chức và diện tích bề mặt lớn. Những đặc điểm này là nền tảng cho hoạt tính xúc tác cao của chúng.

2.1. Quy trình tổng hợp IRMOF ZIF MOF 199

Các vật liệu khung kim loại hữu cơ như IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199 và IRMOF-3 được tổng hợp. Phương pháp solvothermal được áp dụng. Đây là kỹ thuật phổ biến cho MOF. Nó tạo ra vật liệu có độ tinh thể cao. Quá trình tổng hợp được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm hiện có. Sau tổng hợp, các vật liệu thu được cần được xử lý. Quy trình bao gồm rửa và hoạt hóa. Điều này nhằm loại bỏ dung môi và các tạp chất. Mục tiêu là mở ra các trung tâm xúc tác hoạt động. Sản phẩm cuối cùng là các xúc tác dị thể sẵn sàng cho thử nghiệm.

2.2. Phân tích cấu trúc và tính chất vật liệu MOF

Sau tổng hợp, các MOF được đặc trưng kỹ lưỡng. Kỹ thuật nhiễu xạ tia X bột (XRD) xác nhận cấu trúc tinh thể. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) và truyền qua (TEM) hiển thị hình thái và cấu trúc xốp. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) xác định các nhóm chức. Kỹ thuật hấp thụ nguyên tử (AAS) đo nồng độ kim loại trong MOF rắn. Phép đo hấp phụ vật lý nitơ xác định diện tích bề mặt riêng. Các MOF tổng hợp có diện tích bề mặt cao. Điều này là yếu tố quan trọng cho hoạt tính xúc tác mạnh mẽ. Việc đặc trưng toàn diện đảm bảo vật liệu đạt tiêu chuẩn. Nó là nền tảng cho việc đánh giá hoạt tính xúc tác.

III.

Nghiên cứu đã chứng minh hoạt tính xúc tác ấn tượng của các Khung Kim Loại Hữu Cơ (MOF) và Khung Imidazolate Zeolit (ZIF) trong các phản ứng hữu cơ trọng điểm. Với lượng xúc tác nhỏ, các MOF đạt được độ chuyển hóa cao mà không cần môi trường khí trơ. Việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng như nồng độ xúc tác, tỷ lệ tác chất và dung môi, đã giúp tối đa hóa hiệu quả xúc tác. Điều này khẳng định tiềm năng của MOF như một giải pháp xúc tác rắn hiệu quả.

3.1. Đánh giá hiệu suất xúc tác trong các phản ứng trọng điểm

Bốn loại khung kim loại hữu cơ (IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199, IRMOF-3) được thử nghiệm. Chúng được dùng làm xúc tác dị thể cho bốn phản ứng hữu cơ khác nhau. Các phản ứng bao gồm Friedel-Crafts acylation, Knoevenagel, Aza-Michael và Paal-Knorr. MOF thể hiện hoạt tính xúc tác tốt. Độ chuyển hóa cao đạt được. Điều này xảy ra khi có một lượng xúc tác MOF nhỏ. Không cần môi trường khí trơ. Hiệu suất này được so sánh với các xúc tác rắn khác. Kết quả cho thấy MOF là lựa chọn khả thi và hiệu quả.

3.2. Tối ưu hóa điều kiện phản ứng với xúc tác MOF

Nghiên cứu cũng điều tra các điều kiện phản ứng khác nhau. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác MOF được xem xét. Tỷ lệ tác chất cũng được tối ưu hóa. Các loại dung môi khác nhau được đánh giá. Ảnh hưởng của nhóm thế trong tác chất cũng được khảo sát. Mục tiêu là tối đa hóa hiệu quả của xúc tác MOF. Các thí nghiệm này cung cấp hiểu biết sâu sắc. Chúng giúp xác định điều kiện tối ưu để đạt độ chuyển hóa cao. Đồng thời, đảm bảo độ chọn lọc xúc tác tốt nhất. Điều này giúp nâng cao ứng dụng thực tiễn của MOF.

IV.

Một trong những ưu điểm nổi bật của Khung Kim Loại Hữu Cơ (MOF) là tính chất xúc tác dị thể của chúng, đảm bảo không có sự rửa trôi các trung tâm xúc tác vào dung dịch. Đặc tính này cho phép MOF dễ dàng tách ra và tái sử dụng nhiều lần mà không suy giảm hiệu suất đáng kể. Khả năng tái sử dụng MOF mang lại lợi ích kinh tế và môi trường to lớn, góp phần vào các quy trình tổng hợp hữu cơ xanh và bền vững.

4.1. Khẳng định tính chất xúc tác dị thể bền vững của MOF

Một thí nghiệm quan trọng là kiểm tra sự rửa trôi các trung tâm xúc tác hoạt động. Xúc tác rắn có thể bị rửa trôi vào dung dịch phản ứng. Điều này dẫn đến xúc tác đồng thể. Tuy nhiên, kết quả cho thấy không có sự rửa trôi. Xúc tác đồng thể không xảy ra trong bốn phản ứng đã kiểm tra. Điều này khẳng định tính chất xúc tác dị thể thực sự của MOF. MOF duy trì cấu trúc và trung tâm xúc tác của mình. Chúng hoạt động ổn định trong môi trường phản ứng. Điều này là lợi thế lớn so với nhiều hệ xúc tác khác. Tính dị thể đảm bảo dễ dàng tách xúc tác khỏi sản phẩm.

4.2. Khả năng tái sử dụng xúc tác và lợi ích môi trường

Khả năng tái sử dụng của xúc tác MOF được kiểm tra. Kết quả rất tích cực. Bốn loại xúc tác có thể được tái sử dụng. Chúng có thể dùng lại tới năm lần. Không có sự suy giảm đáng kể về hoạt tính xúc tác. Khả năng tái sử dụng này mang lại nhiều lợi ích. Nó giảm chi phí vật liệu và quy trình. Đồng thời, nó tăng tính bền vững của quy trình tổng hợp hữu cơ. Việc giảm chất thải hóa học giúp bảo vệ môi trường. MOF là xúc tác dị thể thân thiện môi trường. Chúng góp phần vào hóa học xanh.

V.

Các Khung Kim Loại Hữu Cơ (MOF) đã được ứng dụng thành công làm xúc tác trong một loạt các phản ứng tổng hợp hữu cơ trọng yếu. Chúng bao gồm phản ứng Friedel-Crafts acylation, phản ứng Knoevenagel, phản ứng Aza-Michael và phản ứng Paal-Knorr. Trong mỗi trường hợp, các xúc tác MOF đều thể hiện hoạt tính xúc tác cao, độ chuyển hóa tốt và tiềm năng thay thế các hệ xúc tác truyền thống kém thân thiện với môi trường.

5.1. Xúc tác MOF cho phản ứng Friedel Crafts acylation

Phản ứng Friedel-Crafts acylation của toluen với benzoyl clorua được xúc tác. Khung kim loại hữu cơ (MOF) đã cho thấy hiệu quả. Phản ứng này là một phương pháp quan trọng. Nó tạo ra các hợp chất ketone thơm. Các xúc tác dị thể MOF giúp tăng độ chuyển hóa. Đồng thời, chúng giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn. Điều này chứng minh tiềm năng của MOF. Chúng có thể thay thế các xúc tác axit Lewis truyền thống. Các xúc tác này thường gây ra vấn đề môi trường.

5.2. Hiệu quả của MOF trong phản ứng Knoevenagel và Aza Michael

MOF cũng được ứng dụng thành công trong phản ứng Knoevenagel. Phản ứng giữa benzaldehyde và malononitrile được xúc tác hiệu quả. Đây là một phản ứng tạo liên kết carbon-carbon quan trọng. Tương tự, phản ứng Aza-Michael của benzylamine với ethyl acrylate cũng được xúc tác. Phản ứng này tạo ra các amin beta-amino ester. Trong cả hai trường hợp, hoạt tính xúc tác của MOF đều cao. Chúng cho thấy độ chọn lọc xúc tác tốt. Điều này mở rộng phạm vi ứng dụng của MOF trong tổng hợp hữu cơ.

5.3. Vai trò của MOF trong phản ứng Paal Knorr

Phản ứng Paal-Knorr là một phương pháp tổng hợp dị vòng quan trọng. Nó tạo ra các hợp chất pyrrole. Phản ứng giữa benzylamine và 2,5-hexanedione được xúc tác bằng MOF. Các khung kim loại hữu cơ đã chứng minh khả năng xúc tác. Chúng giúp tạo ra pyrrole với hiệu suất tốt. Điều này khẳng định sự linh hoạt của MOF. Chúng có thể hoạt động hiệu quả trong các phản ứng phức tạp. MOF cung cấp một giải pháp xanh hơn. Nó thay thế các xúc tác axit truyền thống.

VI.

Độ chọn lọc xúc tác là một yếu tố then chốt để đạt được hiệu suất cao trong tổng hợp hữu cơ. Nghiên cứu này đã phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính và độ chọn lọc của MOF và ZIF, bao gồm nồng độ xúc tác, tỷ lệ tác chất, dung môi và nhóm thế. Sự hiểu biết về vai trò của các trung tâm xúc tác trong cấu trúc MOF cung cấp cái nhìn sâu sắc, cho phép thiết kế các vật liệu có khả năng xúc tác vượt trội và chọn lọc cao.

6.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính và độ chọn lọc xúc tác

Nghiên cứu đã điều tra nhiều yếu tố ảnh hưởng. Nồng độ xúc tác đóng vai trò quan trọng. Tỷ lệ giữa các tác chất cũng ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác. Lựa chọn dung môi phù hợp là cần thiết. Các dung môi khác nhau có thể thay đổi độ chuyển hóa. Chúng cũng ảnh hưởng đến độ chọn lọc xúc tác. Ngoài ra, ảnh hưởng của các nhóm thế trên tác chất cũng được phân tích. Cấu trúc và tính chất hóa học của khung kim loại hữu cơ (MOF, ZIF) quyết định hiệu suất. Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp thiết kế MOF tốt hơn. Nó tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp hữu cơ.

6.2. Vai trò của trung tâm xúc tác trong khung MOF

Trung tâm xúc tác trong khung kim loại hữu cơ là yếu tố then chốt. Chúng là các vị trí hoạt động trên bề mặt hoặc bên trong cấu trúc MOF. Các vị trí này thường là ion kim loại hở hoặc các nhóm chức trên phối tử. Chúng tương tác với các phân tử tác chất. Điều này dẫn đến phản ứng hóa học. Cấu trúc lỗ xốp của MOF cho phép tiếp cận dễ dàng. Nó cũng có thể cung cấp độ chọn lọc xúc tác hình học. Kích thước và hình dạng lỗ xốp có thể kiểm soát loại phân tử đi vào. MOF-199 với các trung tâm Cu(II) hở là ví dụ điển hình. Các trung tâm này chịu trách nhiệm cho hoạt tính xúc tác cao. Việc thiết kế trung tâm xúc tác là lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ  metal organic frameworks irmof 8 zif 9 mof 199 and irmof 3 as catalysis for the friedel crafts acylation knoevenegel aza michael and paal knorr reactions

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (134 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY ± HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY NGUYEN THI LE LIEN METAL-ORGANIC FRAMEWORKS IRMOF-8, ZIF-9, MOF- 199 AND IRMOF-3 AS CATALYSTS FOR THE FRIEDEL± CRAFTS ACYLATION, KNOEVENAGEL, AZA-MICHAEL AND PAAL-KNORR REACTIONS PhD THESIS HO CHI MINH CITY 2013 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY ± HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY NGUYEN THI LE LIEN METAL-ORGANIC FRAMEWORKS IRMOF-8, ZIF-9, MOF- 199 AND IRMOF-3 AS CATALYSTS FOR THE FRIEDEL± CRAFTS ACYLATION, KNOEVENAGEL, AZA-MICHAEL AND PAAL-KNORR REACTIONS Major: Organic chemical Technology Major code: 62527505 Supervisor : Assoc. 3KDQ7KDQK6ѫQ1DP Independent examiner 1: Assoc. Vu Anh Tuan Independent examiner 2: Assoc. Pham Thanh Huyen Examiner 1: Assoc.

7UDQĈDL/DP Examiner 2: Dr. Nguyen Quoc Chinh Examiner 3: Assoc. Pham Thanh Quan DECLARATION OF ORIGINALITY I hereby declare that this is my own research study. The research results and conclusions in this dissertation are true, and are not copied from any other resources.

The literature references have been quoted with clear citation as requested Dissertation Author i THESIS SUMMARY The thesis consists of four chapters, including the literature reviews in chapter one, which provide brief introduction of metal organic framework materials, their properties, and their application. Besides, in chapter one, we will collect and summary information from international researchHU¶V publication on the field of MOF application in organic synthesis reaction as heterogeneous catalyst, which are directly related to our study. The main part of this thesis is written in Chapter 2 and Chapter 3. In Chapter 2, the materials, equipment and methodology which are used in our study are presented.

Our experiment consisted of two parts: (1) Synthesize and characterization of MOFs, and (2) Study the ability of these materials to catalyze organic reactions. Chapter 3 will present the experimental results and discussions. Chapter 4 is to summarize our significant results with conclusion. Four different MOF materials such as IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199, IRMOF-3 are synthesized by solvothermal methods in the existent laboratory conditions.

The yielded materials were analyzed and characterized by modern analytical methods to confirm their structure and properties. The analysis techniques included X-ray powder diffraction, SEM micrography and TEM micrography to confirm the crystalline and porous structure of the synthesized catalyst materials. Metal concentration in the solid MOFs was determined by AAS techniques, and their functional groups were characterized by FT-IR spectrometer. The surface areas of MOFs were determined by Nitrogen physisorption measurements, given the high surface area materials of the four MOFs synthesized in this study.

The four MOFs: IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199, IRMOF-3 were applied as catalysts in the four organic reactions: Friedel- Craft acylation of toluene with benzoyl chloride, Knoevenagel reaction between benzaldehyde and malononitrile, aza-Michael reaction of benzylamine with ethyl acrylate and the Paal-Knorr reaction of benzyl amine with 2,5-hexanedione, respectively. Different reaction conditions were ii investigated included the effect of catalyst concentration, reagent ratio, solvents, and the effect of substituents of the reagents on the efficiency of the MOF based catalysts. The results show that catalytic properties of the MOFs were good as compared to other solid catalysts. The most important experiment was to investigate the leaching of active site of the solid catalysts into the reaction solution.

Experimental results show that there was no any leaching or homogenous catalytic occurred in the four examined reaction. Lastly, the feasibility for the catalyst recyclability was tested and results show that the four catalysts were able to be reused up to five times without any significant degradation. Based on the results obtained in this study, it can be concluded that MOF materials can be applied as catalysts in various reactions with advantages such as high efficiency, environment-friendly, and recyclability. iii ABSTRACT Highly porous metal-organic framework such as IRMOF-8, ZIF-9, MOF-199 and IRMOF-3 were synthesized by a solvothermal method, and used as an efficient heterogeneous catalyst for the Friedel-Crafts acylation reaction, Knoevenagel reaction, Aza Micheal reaction and Pal Knorr reaction.

The solid catalyst was characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), atomic absorption spectrophotometry (AAS), and nitrogen physisorption measurements. High conversions were achieved in the presence of a catalytic amount of the MOFs without the need for an inert atmosphere. The solid catalyst could be facilely separated from the reaction mixture by simple centrifugation, and could be reused without a significant degradation in catalytic activity. No contribution from homogeneous catalysis of active acid species leaching into the reaction solution was detected.

iv ACKNOWLEDGMENT First and foremost I offer my sincerest gratitude to my supervisor, Prof Phan Thanh Son Nam, who has supported me throughout my thesis with his patience, motivation, enthusiasm and immense knowledge. His guidance helped me in all the time of research and writing of this thesis. Besides my advisor, I would like to thank Dr Le Thi Hong Nhan for her encouragement, insightful comments. My sincere thanks also go to my fellow labmates and students in Organic Chemistry division and Manar lab for the stimulating discussions, which helps me a lot in laboratory work.

Also thank to my colleagues in Division of Equipment and Chemical Process for their encouragement. Last but not the least; I would like to thank my family for supporting me spiritually throughout my life. v TABLE OF CONTENTS LIST OF TABLES. viii LIST OF FIGURES .ix LIST OF ABBREVIATION.1 CHAPTER 1 LITERATURE REVIEWS.1 Metal organic framework.2 The application of MOFs in catalysis.

1 MOFs with Metal Active Sites .2 MOFs with Reactive Functional Groups .3 Grafted species as an active site .1 Materials and instrumentation .1 The Friedel-Crafts acylation reaction .2 The Knoevenagel reaction .3 Aza-Michael Reaction .4 The Paal-Knorr reaction.35 CHAPTER 3 RESULTS AND DISCUSSIONS .1 The Friedel-Crafts acylation reaction .2 The Knoevenagel reaction .3 The aza-Michael reaction.4 The Paal-Knorr reaction.98 LIST OF PUBLICATIONS .102 vii LIST OF TABLES Table 1.1: The surface area of some materials .2 Reported catalytic properties of MOF compounds with active metal sites. Reported catalytic properties of MOF compounds with reactive functional groups. 20 viii LIST OF FIGURES Figure 1. Examples of inorganic and organic SBUs [22].2 The ligand of POST-1.

The schematic view of 1,3,5-benzene tricarboxylic acid tris[N-(4- pyridyl)amide] .1 XRD of the IRMOF-8 .2 SEM micrograph of the IRMOF-8 .3TEM micrograph of the IRMOF-8. TGA analysis of IRMOF-8 .5 FT-IR spectra of the IRMOF-8 (a), and 2,6-napthalenedicarboxylic acid (b).6 XRD of the ZIF-9 .7 SEM micrograph of the ZIF-9 .8 TEM micrograph of the ZIF-9 .9 TGA analysis of ZIF-9 .10 FT-IR spectra of the ZIF-9 (a) and benzimidazole (b).11 XRD of the MOF-199 .12 SEM micrograph of the MOF-199 .13 TEM micrograph of the MOF-199 .15 FT-IR spectra of the MOF-199 (a) and the 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (b).14 TGA analysis of MOF-199 .16 XRD of the IRMOF-3 .17 SEM micrograph of the IRMOF-3 .18 TEM micrograph of the IRMOF-3 .19 TGA analysis of IRMOF-3.20 FT-IR spectra of the IRMOF-3 (a) and the 2-amino-1,4- benzenedicarboxylic acid (b) .21 Effect of temperature on reaction conversion .22 Effect of benzoyl chloride: toluene molar ratio on reaction conversion.23 Effect of catalyst concentration on reaction conversion .24 Leaching test indicated no contribution from homogeneous catalysis of active acid species leaching into reaction solution .25 Catalyst recycling studies.26 Effect of substituents on reaction conversion .27 Effect of benzaldehyde : malononitrile molar ratio on reaction conversion .28 Effect of catalyst concentration on reaction conversion .29 Leaching test indicated no contribution from homogeneous catalysis of active species leaching into reaction solution .30 Effect of solvent on reaction conversion .32 Catalyst recycling studies. Catalytic recycling study.33 Effect of different substituents on reaction conversion .34 FT-IR spectra of the reused (a) and fresh (b) ZIF-9. NH3-TPD spectra of the MOF-199 measured between 100 oC and 400 oC .36 Effect of benzylamine: ethyl acrylate molar ratio on reaction conversion 75 Figure 3.37 Effect of catalyst concentration on reaction conversion .38 Effect of different catalysts on reaction conversion.

Effect of solvent on reaction conversion. FT-IR spectra of the fresh (a) and reused (b) MOF-199. X-ray powder diffractogram of the fresh (a) and reused (b) MOF-199. Leaching test indicated no contribution from homogeneous catalysis of active species leaching into reaction solution .43 Catalyst recycling studies of the aza-Michael reaction.

Effect of different amines on reaction conversion .45 Effect of benzylamine:2,5-hexanedione molar ratio on reaction conver- sion. Effect of catalyst concentration on reaction conversion. Leaching test indicated no contribution from homogeneous catalysis of active species leaching into reaction solution. Effect of different catalysts on reaction conversion.49 Effect of different solvents on reaction conversion.50 Effect of different amines on reaction conversion.51 Effect of different diketones on reaction conversion.52 Catalyst recycling studies of the Paal Knorr reaction .53 FT-IR spectra of the fresh (a) and reused (b) IRMOF-3.54 X-ray powder diffractogram of the fresh (a) and reused (b) IRMOF-3.97 xi LIST OF ABBREVIATION 1,4-dicb 1,4-diisocyanobenzene 2,3-pydca pyridine-2,3-dicarboxylate 2,4-pydca pyridine-2,4-dicarboxylate 2-pymo 2-hydroxypyrimidinolate 4,5-idc 4,5-imidazoledicarboxylate 5-mipt 5-methylisophthalate AAS atomic absorption spectrophotometry BDC benzenedicarboxylate BTC benzenetricarboxylate DCM dichloromethane DLS dynamic laser light scattering DMF dimethylformamide FT-IR Fourier transform infrared spectroscopy H3BTC 1,3,5-benzenetricarboxylic acid HKUST Hong Kong University of Science and Technology im imidazolate IRMOF isorecticular metal organic framework MCM Mobil Composition of Matter MIL 0DWHULDX[VGHO¶,QVWLWXW/DYRLVLHU MOF Metal organic framework NDC 2,6-napthalenedicarboxylate NDCH 2,6-naphthalenedicarboxylic acid oba 4,4-oxybis(benzoate) phen 1,10-phenanthroline PIZA Porphyrinic Illinois Zeolite Analogue pz pyrazine pzdc pyrazine-2,3-dicarboxylate xii salenMn (R,R)-(-)-1,2-cyclohexanediamino-N,N-bis(3-tertbutyl-5-(4- pyridyl)salicyli-dene)MnCl SBUs Secondary Building Units SEM scanning electron microscopy t-BuOOH tert-butylhydroperoxide TEM transmission electron microscopy TGA thermogravimetric analysis T-H tetralin THF tetrahedrohydrofuran TOF turnover frequency T-OOH R-tetralinhydroperoxide tpcpp tetra(p-carboxyphenyl)porphyrin XRD X-ray powder diffraction ZIF zeolitic immidazole framework xiii INTRODUCTION During the past decade, thousands works on several aspects of MOFs have been published on refereed ISI journals of Science, Nature, American Chemical Society, Royal Society of Chemistry, ScienceDrect, WileyInterscience ect.

MOFs are extended porous structures composed of transition metal ions or clusters that are linked by organic bridges. Compared to conventionally used microporous and mesoporous inorganic materials, these metal-organic structures have the potential for more flexible rational design, through control of the architecture and functionalization of the pores [1]. Conventional storage of large amounts of hydrogen in its molecular form is difficult and expensive because it requires employing either extremely high pressures as a gas or very low temperatures as a liquid [2]. The desire to store hydrogen with sufficient efficiency to allow its use in stationary and mobile fueling applications is spurring a worldwide effort in new materials development [3, 4].

The Department of Energy, has set performance targets for on-board automobile storage systems to have densities of 60 mg H2/g (gravimetric) and 45 g H2/L (volumetric) [5]. Yaghi and co- workers previously investigated the synthesis of different MOFs based on Zn4O(COO)6 , Zn3[(O)3(COO)3] , Cu2(COO)4 and carboxylate organic linkers. These MOFs were used as adsorbents for hydrogen storage. Among these MOFs, MOF-177, constructed from Zn4O(COO)6 and 1,3,5-benzenetribenzoic acid as organic linker, could afford surface areas of 5640 m2/g.

Moreover, surface areas of 4590 m2/g were achieved for MOF-20, a MOF with thieno[3,2-b]thiophene-2,5-dicarboxylic acid as organic linker [5]. Hydrogen storage capacity of these MOFs were investigated, showing that MOF-177 and MOF-20 exhibited highest capacity of up to 7. Furthermore, they found that binding of hydrogen at the inorganic cluster sites was affected by the nature of the organic linkers. The sites on the organic link had lower binding energies, but a much greater capacity for increases in hydrogen loading, which demonstrated their importance for hydrogen uptake by these materials [7, 8].

1 Reducing anthropogenic carbon dioxide emission as well as lowering the amount of greenhouse gases in the atmosphere is apparently one of the most crucial environmental issues that should be seriously taken into consideration [9, 10]. Yaghi and co-workers previously pointed out that removal of carbon dioxide from flue gas, synthesis gas and other industrial gases by chilling and pressurizing the exhaust or by passing the fumes through a fluidized bed of aqueous base solution was significantly expensive and inefficient.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ khám phá irmof 8, zif 9, mof 199, irmof 3 làm xúc tác cho các phản ứng hữu cơ quan trọng.

Luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Ho Chi Minh City University of Technology. Năm bảo vệ: 2013.

Luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" thuộc chuyên ngành Organic chemical Technology. Danh mục: Hóa Hữu Cơ.

Luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" có bao nhiêu trang?

Luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" có 134 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "MOF IRMOF, ZIF, MOF-199 làm xúc tác phản ứng hữu cơ" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter