Tổng hợp vật liệu rắn Zr MOF xúc tác phân hủy Polyethylene Terephthalate
,
,
,
,
và
*
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
In this study, a zirconium-based metal-organic framework (Zr-MOF) was successfully synthesized using zirconium tetrachloride (ZrCl₄) and terephthalic acid (H₂BDC) as precursors in N,N-dimethylformamide (DMF) at 120°C. The crystalline structure of the material was characterized by powder X-ray diffraction (PXRD), while its morphology was examined using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Elemental composition analysis was conducted via X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS). The synthesized Zr-MOF exhibited high thermal stability, as determined by thermogravimetric analysis (TGA). Additionally, the material demonstrated catalytic activity in the decomposition of polyethylene terephthalate (PET) into terephthalic acid (TA) within 24 hours at 260°C.
Tóm tắt
Vật liệu khung lai hóa hữu cơ ‑ kim loại được tổng hợp thành công trong nghiên cứu dựa trên tâm kim loại zirconium (Zr‑MOF) từ muối zirconium tetrachloride (ZrCl4) và linker terephthalic acid (H2BDC) trong dung môi N,N‑dimethylformamide (DMF) ở 120°C. Cấu trúc của vật liệu được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X dạng bột (PXRD) và hình thái được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (FE‑SEM). Thành phần nguyên tố trong cấu trúc cũng được phân tích bằng phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS). Vật liệu có độ bền nhiệt cao được xác định qua phân tích nhiệt trọng lượng (TGA). Vật liệu Zr‑MOF tạo thành có khả năng xúc tác phản ứng phân hủy polyethylene terephthalate (PET) thành terephthalic acid (TA) trong 24 giờ ở 260°C.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Ikenaga, K., Inoue, T., & Kusakabe, K. (2016). Hydrolysis of PET by Combining Direct Microwave Heating with High Pressure. Procedia Engineering, 314-318.
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.442.
Yang, Y., Lu, Y., Xiang, H., Xu, Y., & Li, Y. (2002). Study on methanolytic depolymerization of PET with supercritical methanol for chemical recycling. Polymer Degradation and Stability, 75(1), 185-191. https://doi.org/10.1016/S0141‑3910(01)00217-8.
Chen, Z., Li, P., Anderson, R., Wang, X., Zhang, X., Robison, L., ... & Farha, O. K. (2020). Balancing volumetric and gravimetric uptake in highly porous materials for clean energy. Science, 368(6488), 297-303. https://doi.org/10.1126/science.aaz8881.
Jiang, J., & Yaghi, O. M. (2015). Brønsted acidity in metal–organic frameworks. Chemical Reviews, 115(14), 6966-6997. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00221.
Alaerts, L., Séguin, E., Poelman, H., Thibault‐Starzyk, F., Jacobs, P. A., & De Vos, D. E. (2006). Probing the Lewis Acidity and Catalytic Activity of the Metal–Organic Framework [Cu3 (btc) 2](BTC= Benzene‐1, 3, 5‐tricarboxylate). Chemistry–A European Journal, 12(28), 7353-7363. https://doi.org/10.1002/chem.200600220.
Dhakshinamoorthy, A., Alvaro, M., & Garcia, H. (2010). Metal organic frameworks as solid acid catalysts for acetalization of aldehydes with methanol. Advanced Synthesis & Catalysis, 352(17), 3022-3030. https://doi.org/10.1002/adsc.201000537.
Neogi, S., Sharma, M. K., & Bharadwaj, P. K. (2009). Knoevenagel condensation and cyanosilylation reactions catalyzed by a MOF containing coordinatively unsaturated Zn (II) centers. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 299(1-2), 1-4. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2008.10.008.
Pérez-Mayoral, E., Musilová, Z., Gil, B., Marszalek, B., Položij, M., Nachtigall, P., & Čejka, J. (2012). Synthesis of quinolines via Friedländer reaction catalyzed by CuBTCmetal‑organic‑framework. Dalton Transactions, 41(14), 4036-4044. https://doi.org/10.1039/C2DT11978A.
Song, F., Wang, C., Falkowski, J. M., Ma, L., & Lin, W. (2010). Isoreticular chiral metal− organic frameworks for asymmetric alkene epoxidation: tuning catalytic activity by controlling framework catenation and varying open channel sizes. Journal of the American Chemical Society, 132(43), 15390-15398.
https://doi.org/10.1021/ja1069773.
Hindelang, K., Vagin, S. I., Anger, C., & Rieger, B. (2012). Tandem post-synthetic modification for functionalized metal‑organic frameworks via epoxidation and subsequent epoxide ring‑opening. Chemical Communications, 48(23), 2888-2890.
https://doi.org/10.1039/C2CC16949E.
Thủy, V. P. Đ., Việt, N. T., Ân, T. H. P., & Dung, Đ. T. N. (2014). Ảnh hưởng của thời gian phản ứng và nồng độ dung dịch kiềm trong quá trình tái chế nhựa PET bằng phương pháp hóa học. Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, 35, 40-45.
Rogge, S. M., Wieme, J., Vanduyfhuys, L., Vandenbrande, S., Maurin, G., Verstraelen, T., ... & Van Speybroeck, V. (2016). Thermodynamic insight in the high-pressure behavior of UiO-66: effect of linker defects and linker expansion. Chemistry of Materials, 28(16), 5721-5732. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b01956.
Yang, Q., Zhang, H. Y., Wang, L., Zhang, Y., & Zhao, J. (2018). Ru/UiO‑66 catalyst for the reduction of nitroarenes and tandem reaction of alcohol oxidation/Knoevenagel condensation. ACS omega, 3(4), 4199-4212. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00157.
Wu, Y., Wang, X., Kirlikovali, K. O., Gong, X., Atilgan, A., Ma, K., ... & Farha, O. K. (2022). Catalytic Degradation of Polyethylene Terephthalate Using a Phase‐Transitional Zirconium‐Based Metal–Organic Framework. Angewandte Chemie International Edition, 61(24), e202117528. https://doi.org/10.1002/ange.202117528.
Cường, H. N., & Hai, V. T. Phản ứng cắt mạch Polyetylenterephtalat (PET) từ vỏ chai bằng Dietylen Glycol (DEG). Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 11(6), 92-99.