مروری بر کاربرد های مختلف چارچوب های فلزی-آلی (MOFs)

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی و پلیمر / دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

2 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی

چکیده

چارچوب های فلزی-آلی را می توان به عنوان موادی کریستالی متخلخل که از سنتز شبکه ای یون ها و خوشه های فلزی به عنوان گره ها ، و مولکول های آلی به عنوان لیگاند ها ، تشکیل می شوند تعریف کرد.انعطاف پذیری در اجزای تشکیل دهنده منجر به گزارش بیش از 20000 ، چارچوب فلزی-آلی متفاوت گشته است.از جمله معروف ترین چارچوب های فلزی-آلی می توان به MOF-5 اشاره نمود.این مواد به چهار دسته ی چارچوب های نسل یک ، دو ، سه و نسل چهار تقسیم بندی می شوند.روش های مختلفی برای سنتز چارچوب های فلزی-آلی وجود دارد که از متداول ترین آنها می توان به روش حلال گرمایی اشاره نمود. چارچوب های فلزی-آلی گاها نسبت به دیگر مواد متخلخل، همچون کربن فعال و یا زئولیت ها عملکرد بهتری نشان می دهند. از جمله خواص چارچوب های فلزی-آلی می توان مساحت سطح بالا (6000m2/g) ، تخلخل و حجم منافذ بالا را نام برد. وجود این ویژگی ها و قابلیت تنظیم و انعطاف پذیری بالا منجر به ایجاد کاربرد های گسترده ای در زمینه های مختلف گشته.از جمله ی این کاربرد ها می توان به ذخیره و جداسازی گاز ها ، کاربرد های کاتالیستی ، کاربرد های زیست پزشکی ، رهاسازی دارو ، سنسور ، غشا ها و تصفیه ی آب اشاره نمود. در مطالعه ی پیش رو ، ابتدا چارچوب های فلزی-آلی معرفی شده ،ویژگی های ساختاری و روش های سنتز آن ها توضیح داده شده و سپس تعدادی از کاربرد های متداول این مواد بررسی گشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A review on different applications of MOFs

نویسندگان [English]

  • Zahra Hojjati 1
  • Mehrnoush Mohammadi 2
1 Chemical engineering department
2 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

Metal-organic frameworks (MOF) could be define as porous crystalline materials that formed from the network synthesis of metal ions and clusters as nodes, and organic molecules as ligands. The flexibility in the components has led to the report of more than 20,000 different MOFs. MOF-5 could be mention as one of the most famous MOFs. These materials are divided into four categories of first, second, third, and fourth generation frameworks. There are various methods for the synthesis of MOFs, but the most common one is the thermal solvent method. Metal-organic frameworks sometimes perform better than other porous materials, such as activated carbon or zeolites. These materials have exceptional properties such as high surface area (6000 m2/g), porosity and high pore volume. The presence of these features along with high adjustability and flexibility has led to wide applications in various fields. Applications like gas storage and separation, catalytic applications, biomedical applications such as drug release, sensors, membranes and water purification. In the following study, the introduction of metal-organic frameworks, an overview of structural features and synthesis methods have been discussed, and then a number of common applications of these materials have been introduced and reviewed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • metal-organic framework
  • porous material
  • surface area
  • pores
  • network synthesis