مشخصات پژوهش

عنوان	تولید هیدروژن با استفاده از اصلاح پسا سنتزی چارچوب های فلز –آلی بر پایه مس و کبالت
نوع پژوهش	طرح پژوهشی خاتمه‌یافته
کلیدواژه‌ها	چارچوب های فلز-آلی، تولید هیدروژن
چکیده	چارچوب های فلز-آلی (MOFs) با توجه به ماهیت و ویژگی های خاص آن ها مانند ظرفیت های جذب بالا و قابلیت نگه داری آسان، در سال های اخیر برای کاربردهای بسیار متنوعی مانند: ذخیره گازها، جداسازی و سنسورهای مولکولی، کاتالیست های هتروژن، زمینه های پزشکی مانند دارو رسانی، مغناطیس، نیم رساناها و غیره مورد توجه قرار گرفته اند. وجود بخش های آلی و معدنی و کامپوزیت آن ها در MOF ها منجر به کاربردهای آن ها از وسایل (اپتو) الکترونیک گرفته تا مواد بسته بندی غذا و جداسازی غشایی می شود. همچنین خواص جذبی مطلوب، توان جداسازی بالا، اندازه منفذ و توپولوژی و ماهیت هیبریدی ذاتی آن ها، پارامترهایی هستند که در کاربرد کاتالیزور هتروژن این ترکیبات موثر خواهد بود. متاسفانه در اغلب موارد دسترسی به مراکز فلزی فعال کاتالیستی MOF ها بدلیل وجود مهمان و یا حلال کئوردینه شده به فلز امکانپذیر نمی باشد. حرارت دادن کنترل شده این ترکیبات می تواند علاوه بر حفظ تخلخل و مساحت سطح ویژه آنها، سایت های کاتالیستی را فعال نماید که این خود منجر به افزایش کارایی کاتالیستی آنها خواهد شد. با توجه به جستجوهای انجام گرفته در منابع علمی، تاکنون گزارشی مبنی بر کاربرد چارچوب های فلز-آلی بعنوان کاتالیست در تولید گاز هیدروژن به طریق شیمیایی وجود ندارد. در این طرح، از چارچوب های فلز –آلی بر پایه کبالت و مس (از قبیل HKUST-1 و TMU-10) و ساختارهای اصلاح پسا سنتزی شده آنها برای دستیابی به مکان های فلزی غیر اشباع به عنوان سایت های کاتالیستی موثر استفاده شده و فعالیت آنها در تولید شیمیایی گاز هیدروژن از پیش ماده سدیم بورو هیدرید مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از روشی ساده و سبز برای سنتز چارچوب های فلز-آلی بر پایه کبالت و مس در حلال های آب-اتانول استفاده و با حرارت دهی کنترل شده اصلاح ساختار انجام شد که منجر به ایجاد مراکز فلزی غیر اشباع گردید. سایت های فلزی حاصل بعنوان اسید لوئیس در واکنش کاتالیستی تولید شیمیایی هیدروژن موثر واقع شده و کارایی کاتالیستی را بهبود بخشیدند. عوامل موثر بر فعالیت کاتالیستی هر دو چارچوب فلز –آلی HKUST-1 و TMU-10 از قبیل غلظت اولیه NaBH4 و کاتالیست، دمای بهینه برای فعال سازی چارچوب، زمان و دمای واکنش تولید شیمیایی گاز هیدروژن مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه مطالعات مکانیسمی بر روی کاتالیست برتر تحت شرایط بهینه واکنش، بر روی فرایند هیدرولیز در حضور دو سیستم NaBH4/H2O و NaBH4/D2O انجام گرفته و با توجه به اثر ایزوتوپی بر روی سینتیک واکنش، مکانیسم ممکن ارائه شد.
پژوهشگران	محمد یاسر معصومی (مجری)