Tổng hợp vật liệu rắn Zr-MOF ứng dụng xúc tác phân hủy Polyethylene Terephthalate

Abstract

Trong nghiên cứu này đã tổng hợp thành công vật liệu khung lai hóa hữu cơ - kim loại 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 nhiệt độ 120°C. Phản ứng được khảo sát những điều kiện khác nhau về nồng độ của H2BDC, tỉ lệ mol H2BDC/Zr, tỉ lệ thể tích DMF/HCOOH, thời gian, nhiệt độ. Hình thái sơ bộ của vật liệu được quan sát bằng kính hiển vi microscope. 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). Kết quả cho thấy vật liệu Zr-MOF được tổng hợp thành công bằng phương pháp nhiệt dung môi có độ kết tinh cao và độ bền nhiệt lớn. Vật liệu tạo thành có khả năng xúc tác cho phản ứng phân hủy polyethylene terephthalate (PET) thành terephthalic acid (TA) là tiền chất tổng hợp hữu cơ. Kết quả nghiên cứu từ đề tài này có ý nghĩa quan trọng, mở ra định hướng nghiên cứu cho ứng dụng mới của vật liệu MOF làm chất xúc tác phân hủy hợp chất polymer có trong chất thải nhựa, góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường.