Szerves-fémkoordinációs vázszerkezet (ZIF-67) előállítása gélben
A szerves-fémkoordinációs vázszerkezetek (angolul metal-organic frameworks, MOF-ok), egy új vegyületcsalád, amelyekben fém kation rácspontokat szerves molekulákból álló élek kapcsolnak össze. Ezek az anyagok a rendhagyó felépítésükből következően különleges fizikai és kémiai tulajdonsággal rendelkeznek (pl. nagy belső fajlagos felület) és ezért számos alkalmazási területe van (katalízis, gáz tárolás). A szerves-fémkoordinációs vázszerkezetek eddigi legszélesebb körben elterjedt előállítási módja a hidro-, vagy szolvotermális eljárás. Oldatban való létrejövésük után az oldószer a kristály épségét megtartva eltávolítható, így a kristály porozitása megóvható. A kutató munkánk során a gél-módszert alkalmaztuk kobalt(II)-ionokból és metimidazolból (2-metil-imidazol) képződő szerves-fémkoordinációs vázszerkezet (ZIF-67) előállítására. A módszer lényege, hogy a két kiindulási anyagfajtát egy géloszlop segítségével kezdetben térben elválasztjuk, és a ZIF-67 kialakulását nemcsak a kémiai reakció, hanem az anyagfajták diffúziója is befolyásolja. A folyamat végén a legtöbb esetben látványosan megfigyelhető volt a Liesegang-jelenség kialakulása, amely során a gélben periodikus ZIF-67 zónák jöttek létre. A kutatás fő célja, hogy megfigyeljük és jellemezük a gélben kialakult mintázatot, illetve megvizsgáljuk, hogy a kiindulási anyagfajták koncentrációja hogyan befolyásolja a jelenséget.
Irodalom:
S. Pekker et. al., “Új szerves-fémkoordinációs vázszerkezetek”, Fizikai Szemle, Vol. 1, 11-15 (2018).
Y. Yang et al., “Separation of xylene isomers: A review of recent advances in materials“, Industrial & Engineering Chemistry Research, Vol. 56, No. 50, 19-56 (2017).
S. Farkas et. al., “Periodic precipitation of zeolitic imidazolate frameworks in a gelled medium”, The Journal of Physical Chemistry C, Vol. 126, No. 22, 9580-9586 (2022).
szerzők
-
Detrich Márton
Fizika alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Gazdag Ferenc
Fizika alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Lagzi István László
docens, Fizika Tanszék