Zeolitszerű imidazolát vázszerkezetek reakció-diffúziós jelenségei
A legegyszerűbb reakció-diffúziós rendszerben a reagensek térben szeparáltak. Az egyik reagens egy gélben van eloszlatva, míg a másik kívülről diffundál a gélbe. Az ilyen rendszerekben a reakció és diffúzió csatolása speciális lehetőséget nyújt bizonyos részecskék és kristályok szintézisére.
Reakció-diffúziós reakciók egy több mint száz éve ismert jelensége a Liesegang-jelenség, amely során a kísérleti elrendezéstől függően periodikus sávok, illetve gyűrűk képződnek a gélben, amelyeket rendszerint más-más méretű, esetleg morfológiájú részecskék alkotnak. A Liesegang-jelenség klasszikusan csapadékos reakcióra jellemző, viszont nemrég megfigyelték a jelenséget a zeolitszerű imidazolát vázszerkezet-8 (ZIF-8) esetében is, amely a szerves-fémkoordinációs vázszerkezetek (MOF) egy családjának tagja. A ZIF vegyületcsalád egyedülálló tulajdonságai miatt (nagy fajlagos felület, stabilitás) nagy érdeklődésnek örvend és ezért egy újfajta szintézismódszer fontos mérföldkő lehet a kutatási területen.
Munkám során a ZIF-8 esetén megfigyelt jelenség kibővítésével foglalkoztam, más átmeneti fémionok és a 2-metil-imidazol (2-met) reakciójának vizsgálatával egy klasszikus Liesegang kísérleti elrendezéseben. A fémionok agarózgélben voltak eloszlatva, a 2-met kívülről diffundált. Számos esetben periodikus csapadékképződés volt megfigyelhető. Több paraméternek (reagens- és gélkoncentráció, oldószerösszetétel) vizsgáltam a jelenségre gyakorolt hatását. Sikeresen állítottam elő korábban nem dokumentált periodikus sávszerkezetet és különleges gömb morfológiájú sávokat ZIF-67 esetén.
Eredményeim rávilágítanak a Liesegang-jelenség univerzális mivoltára és a jelenség még nem felfedezett részleteire, továbbá a ZIF-ek és ZIF-analógok egy újfajta szintézis módszerében rejlő lehetőségekre.
szerző
-
Farkas Szabolcs
Biomérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Lagzi István László
docens, Fizika Tanszék