Příprava a adsorpční vlastnosti organokovových sítí (MOFs).

Jana NOVOTNÁ

Bachelor's thesis

Preparation and adsorption properties of metal-organic frameworks (MOFs)

Anotácia:

V této práci jsou testovány adsorpční vlastnosti materiálu typu organokovové sítě (MOFs). Materiál Cu3(BTC)2 (BTC = benzen-1,3,5-trikarboxylová kyselina) byl připraven solvotermální metodou, jeho složení bylo ověřeno stanovením obsahu Cu pomocí AAS nebo termoanalyticky. Termická stabilita materiálu v proudu dusíku byla stanovena na teplotu 370°C. Adsorpcí CO2 bylo zjištěno, že materiál má velký povrch v mikropórech (2018 m2.g?1). Povrch zjištěný z adsorpce N2 byl 23,55 m2.g?1. Na materiál Cu3(BTC)2 byla adsorbována methylenová modř a ionty Zn2+ resp. Ni2+. Zjištěné adsorpční kapacity materiálu byly 0,9 mmol/g pro methylenovou modř, 0,55 mmol/g pro Zn2+ a 0,05 mmol/g pro Ni2+. Při adsorpci iontů kovů docházelo k uvolnění Cu2+ do roztoku. Desorpční izoterma Cu2+ měla stejný průběh jako adsorpční izoterma Zn2+ iontů (při adsorpci Zn2+), desorbované množství Cu2+ je také 0,55 mmol/g. Desorpční izoterma Cu2+ získaná při adsorpci Ni2+ iontů vykazovala nárůst s rostoucí rovnovážnou koncentrací Ni2+. Z výsledků experimentů lze usuzovat, že Cu3(BTC)2 není příliš vhodným adsorbentem pro kovy z roztoku.

Abstract:

The adsorption properties of metal organic frameworks (MOFs) were studied in this work. The material Cu3(BTC)2 (BTC = 1,3,5-benzenetricarboxylic acid) was prepared by solvothermal synthesis, its composition was verified by determining the Cu content by AAS or thermoanalytically. The thermal stability of the material in a flow of nitrogen was determined to be 370°C. By adsorption of CO2 it was found that the material has a large surface area in micropores (2018 m2.g-1). By adsorption of N2, the surface area was determined to be 23.55 m2.g-1. Methylene blue and Zn2+ and Ni2+ ions were adsorbed on the material Cu3(BTC)2. Detected adsorption capacities of the material were 0.9 mmol/g of methylene blue, 0.55 mmol/g for Zn2+ and 0.05 mmol/g for Ni2+. Release of Cu2+ into the solution occurred during the adsorption of metal ions. The desorption isotherm of Cu2+ had the same progress as the adsorption isotherm of Zn2+ ions (during the adsorption of Zn2+), the desorbed amount of Cu2+ is also 0.55 mmol/g. The desorption isotherm of Cu2+ obtained during the adsorption of Ni2+ ions demonstrated increase with increasing equilibrium concentration of Ni2+. Based on the results of the experiments it can be concluded that the Cu3(BTC)2 is not particularly suitable adsorbent for metals from solution.

Kľúčové slová

MOFs, Cu3(BTC)2, adsorpce, methylenová modř, Zn2+, Ni2+

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 4. 2014

Zverejniť od: 23. 4. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Chemistry / Chemistry