ساخت و بهبود ساختار چهارچوب های آلی فلزی به منظور جذب و ذخیره سازی هیدروژن

در این مطالعه یکی از انواع خاص چهارچوب های آلی فلزی به نام cu-btc سنتز شد و قابلیت آن به منظور ذخیره سازی هیدروژن مورد ارزیابی قرار گرفت. جاذب نام برده در فشار اتمسفریک و با استفاده از امواج فراصوت و شرایط رفلاکس سنتز شد. در فرایند سنتز به منظور بررسی اثر مقدار حلال، دمای واکنش و استفاده از یک الگو بر روی ساختار و ظرفیت جذب هیدروژن ، سه مقدار متفاوت از حلال، سه دما و همینطور نانو ذره ی sio2 به کار گرفته شد. ساختار چهارچوب آلی فلزی سنتز شده به وسیله ی پراش اشعه ایکس (xrd) ، جذب و واجذب نیتروژن در دمای k 77، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، پراکندگی انرژی اشعه ایکس (edx)، آنالیز وزن سنجی حرارتی (tga) و آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (dsc) مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات جذب هیدروژن در دمای محیط با استفاده از روش حجم سنجی ودر دستگاهی با دو سل انجام شد. شرایط عملیاتی بهینه از بین نمونه های سنتز شده انتخاب گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که با افزایش مقدار حلال در طی فرایند سنتز، میزان جذب هیدروژن تا مقدار مشخصی افزایش می یابد. همچنین نمونه ای که در دمای °c80 سنتز شد در حدود %wt 1/0 افزایش جذب را نسبت به نمونه ای که در دمای °c 140 سنتز شد، از خود نشان داد. این افزایش ناشی از افزایش میزان کریستالینیتی و حجم میکرو حفرات می باشد. همچنین با استفاده از نانو ذرات در فرایند سنتزمشخص شد که این مواد می توانند به عنوان الگو در فرایند سنتز باعث کاهش و منظم تر شدن اندازه ی ذرات به دست آمده شوند. گرمای جذب از طریق جایگذاری معادله فرندلیچ با پارامترهای وابسته به دما در معادله ی کلازیوس – کلاپیرون محاسبه شد. نتایج نشان داد که گرمای جذب هیدروژن به صورت یکنواخت با سطح بارگذاری شده کاهش می یابد. همچنین مدل سینتیکی درجه ی nام به صورت موفقیت آمیزی برای توصیف داده های تجربی سینتیکی با در نظر گرفتن درجه ی واکنش جذب به عنوان یک پارامتر تنظیم پذیر به کار گرفته شد. مقدار 59/1 که برای درجه مدل سینتیکی به دست آمده است نشان دهنده این موضوع است که مکانیزم جذب سطحی ترکیبی از جذب فیزیکی و شیمیایی بوده است.