Encapsulating catalysts in MOFs
(2020) KEML10 20201Department of Chemistry
- Abstract
- Metal-organic frameworks (MOF) are hybrid organic-inorganic porous materials with a crystalline framework. The MOF frameworks contain specific nano-sized pores that can be used for gas storage, gas separation, drug storage, luminescence sensoring, artificial photosynthesis, drug delivery, catalysis etc. The aim of this study was to encapsulate three diiron hexacarbonyl and one Ni(II) catalysts in the pores of six different MOFs and use the resultant catalyst@MOFs as catalysts with high stability and reusability. Synthesising MOFs requires mixing metal cations and organic molecules with solvent. The MOFs would then be activated by removal of external precursors and solvent in the pores of the MOFs. The catalysts were analysed with FTIR... (More)
- Metal-organic frameworks (MOF) are hybrid organic-inorganic porous materials with a crystalline framework. The MOF frameworks contain specific nano-sized pores that can be used for gas storage, gas separation, drug storage, luminescence sensoring, artificial photosynthesis, drug delivery, catalysis etc. The aim of this study was to encapsulate three diiron hexacarbonyl and one Ni(II) catalysts in the pores of six different MOFs and use the resultant catalyst@MOFs as catalysts with high stability and reusability. Synthesising MOFs requires mixing metal cations and organic molecules with solvent. The MOFs would then be activated by removal of external precursors and solvent in the pores of the MOFs. The catalysts were analysed with FTIR spectroscopy and UV/Vis spectroscopy before being mixed with the activated MOFs in anhydrous solvents under nitrogen to synthesise catalyst@MOF. All MOFs and catalyst@MOFs were compared with powder X-ray diffraction patterns and related CIF-files. Six [FeFe]-cluster@MOFs were tested for photocatalytic hydrogen production, where five could successfully produce hydrogen. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Föreställ dig att du kunde producera vatten från luft, eller ha arean av en fotbollsplan i ett gram pulver. Det är två utav många fenomen som syntetiska metall-organiska ramverk (MOF) kan åstadkomma eftersom de ofta besitter kristallporer i storlek av nanometrar. Denna studie fokuserar på att kapsla in katalysatorer i MOF:ars porer. Sådana ramverk kan kallas catalyst@MOF och syftet är att lätt kunna återvinna katalysatorerna efter reaktion och att öka deras stabilitet. MOF:en tillverkas först från att blanda metall-katjoner och organiska molekyler i lösningsmedel. Sedan måste man aktivera MOF:en, med andra ord, få ut all lösningsmedel och andra externa molekyler från MOF:ens porer. Detta kan göras på många olika metoder, men oftast brukar... (More)
- Föreställ dig att du kunde producera vatten från luft, eller ha arean av en fotbollsplan i ett gram pulver. Det är två utav många fenomen som syntetiska metall-organiska ramverk (MOF) kan åstadkomma eftersom de ofta besitter kristallporer i storlek av nanometrar. Denna studie fokuserar på att kapsla in katalysatorer i MOF:ars porer. Sådana ramverk kan kallas catalyst@MOF och syftet är att lätt kunna återvinna katalysatorerna efter reaktion och att öka deras stabilitet. MOF:en tillverkas först från att blanda metall-katjoner och organiska molekyler i lösningsmedel. Sedan måste man aktivera MOF:en, med andra ord, få ut all lösningsmedel och andra externa molekyler från MOF:ens porer. Detta kan göras på många olika metoder, men oftast brukar det att vara en kombination av att doppa ned MOF:en i lösningsmedel, tvätta MOF:en med lösningsmedel, tillsätta värme eller tillsätta vakuum. För att undvika att aktivera katalysatorn, blir catalyst@MOF:en syntetiserat av att blanda en katalysator med en aktiverad MOF i torrt lösningsmedel, samt under kväve. Analyser av katalysatorn, MOF:en, den aktiverade MOF:en och catalyst@MOF:en måste göras innan man försöker utföra en katalytisk reaktion med catalyst@MOF:en för att få en uppfattning om vilka prover som borde fungera. Endast sex av 30 catalyst@MOF:ar testades att utföra en katalytisk vätereaktion och ingen återvinning hann att testas inom tidsramen för projektet. Det blev trots allt ett bra resultat där fem av sex catalyst@MOF:ar lyckades katalysera en kemisk reaktion för att producera väte. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9025655
- author
- Schultz, Nikolas LU
- supervisor
- organization
- course
- KEML10 20201
- year
- 2020
- type
- M2 - Bachelor Degree
- subject
- keywords
- MOF, catalyst@MOF, Inorganic chemistry, Oorganisk kemi
- language
- English
- id
- 9025655
- date added to LUP
- 2020-09-16 14:43:00
- date last changed
- 2020-09-16 14:43:00
@misc{9025655,
abstract = {{Metal-organic frameworks (MOF) are hybrid organic-inorganic porous materials with a crystalline framework. The MOF frameworks contain specific nano-sized pores that can be used for gas storage, gas separation, drug storage, luminescence sensoring, artificial photosynthesis, drug delivery, catalysis etc. The aim of this study was to encapsulate three diiron hexacarbonyl and one Ni(II) catalysts in the pores of six different MOFs and use the resultant catalyst@MOFs as catalysts with high stability and reusability. Synthesising MOFs requires mixing metal cations and organic molecules with solvent. The MOFs would then be activated by removal of external precursors and solvent in the pores of the MOFs. The catalysts were analysed with FTIR spectroscopy and UV/Vis spectroscopy before being mixed with the activated MOFs in anhydrous solvents under nitrogen to synthesise catalyst@MOF. All MOFs and catalyst@MOFs were compared with powder X-ray diffraction patterns and related CIF-files. Six [FeFe]-cluster@MOFs were tested for photocatalytic hydrogen production, where five could successfully produce hydrogen.}},
author = {{Schultz, Nikolas}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Encapsulating catalysts in MOFs}},
year = {{2020}},
}