شماره 53-زمستان 1397
شماره 54- بهار 1398
فهرست

مهندسی ساختار چارچوب¬های فلزی-آلی در کاربرد کاتالیستی

نشریه: شماره 54- بهار 1398 - مقاله 4   صفحات :  25 تا 35



مولفین:
فهیمه حوری آباد صبور: دانشگاه محقق اردبیلی - دانشکده مهندسی شیمی
Haniyeh bakhshi: دانشگاه محقق اردبیلی - دانشکده مهندسی شیمی


چکیده مقاله:

وجود کاتالیست¬های گزینش پذیر به لحاظ شکل و اندازه مولکولی در بسیاری از واکنش¬های کاتالیستی در صنایع مختلف از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است. شاخص¬ترین ویژگی ساختارهای فلزی-آلی در عدم وجود فضای مرده که قابلیت دسترسی به آن وجود ندارد، می¬باشد. در چارچوب¬های فلزی-آلی با ساختاری منظم، سایت¬های فعال بخوبی جدا از یکدیگر قرار گرفته و از طرف دیگر مساحت سطح بسیار بالای این ساختارها امکان داشتن دانسیته بالای سایت¬های فعال به ازاء واحد حجم کاتالیست را بخوبی فراهم می¬نماید. در مقاله مروری حاضر به بررسی یکی از مهمترین و کاربردی¬ترین ویژگی چارچوب¬های فلزی-آلی که همان قابلیت اصلاح ساختار و بعبارتی مهندسی ساختار این دسته از مواد برای دستیابی به خواص فیزیکی، شیمیایی و سطحی مورد نظر بویژه در کاربرد کاتالیست¬های ناهمگن پرداخته شده است. در این میان عاملدارکردن سطح حفرات در چارچوب¬های فلزی-آلی، سنتز ساختارهای جدید فلزی-آلی با الهام از ساختار آنزیم¬ها، سنتز چارچوب¬های فلزی-آلی مزوحفره، سنتز ساختارهای متخلخل بر پایه چارچوب¬های فلزی-آلی و همچنین مهندسی معایب ساختاری در چارچوب¬های فلز-آلی ازجمله مباحث رو به رشد و پرکاربرد بویژه در حوزه کاتالیست های ناهمگن می¬باشد که در این مقاله مروری به تفصیل مورد بررسی قرارگرفته است.


Article's English abstract:

In most industries, applying a shape- and molecular size-selective catalysts in many catalytic reactions is very important criteria. The most characteristic feature of metal-organic frameworks MOFs as a catalyst is the absence of dead-zones in their structure. In metal-organic frameworks with well-ordered structure, active sites are well separated and the high surface area of these structures can provide a high density of active sites per unit volume of catalyst. In this review, one of the most important and most applicable features of metal-organic frameworks, i.e. the structural modification capability in MOFs, namely, the structural engineering or surface engineering of MOFs is thoroughly discussed. Surface engineering of MOFs makes possible to achieve the desired physical, chemical and surface properties, especially in the heterogeneous catalysis applications. More recently, pore surface functionalization of MOFs, synthesis of new MOFs inspired by the structure of enzymes, synthesis of mesoporous metal-organic frameworks, synthesis of porous structures based on MOFs, as well as engineering the structural defects of MOFs are some of the most growing and widely discussed research areas, especially in the heterogeneous catalysis application which is discussed in detail in this review.


کلید واژگان:
ساختارهای متخلخل، چارچوب¬های فلزی-آلی (MOFs)، چارچوب فلزی-آلی مزوحفره، کاتالیست ناهمگن، کاتالیست زیست تقلید شده، مهندسی سطح

English Keywords:
Biomimetic catalysis, Heterogeneous catalysis, Metal-organic frameworks (MOFs), Mesoporous metal-organic frameworks, Porous structures, Surface engineering

منابع:

English References:
[1] J. D. Evans et. al., Coordination Chemistry Reviews, 380, 378–418, (2019). [2] Nouar, F., Doctoral Thesis, Department of Chemistry College of Arts and Sciences University of South Florida, (2010). [3] Kuppler, R. J. et al., Coordination Chemistry Reviews, 253, 3042–3066, (2009). [4] Zou, R. et al., CrystEngComm,12, 1337–1353, (2010). [5] Fujita, M., Kwon, Y.J., Washizu, S., Ogura, K., J. Am. Chem. Soc., 116, 1151–1152, (1994). [6] Kang, Y-S. et al., Coordination Chemistry Reviews, 378, 262–280, (2019). [7] Corma, A., Garcia, H., Xamena, F. X. L., Chem. Rev., 110, 4606–4655, (2010). [8] Horike, S., Dinca, M., Tamaki, K., Long, J.R., J. Am. Chem. Soc., 130, 5854–5855, (2008). [9] Gustafsson, M. et al., Chem. Mater., 22, pp 3316–3322, (2010). [10] Saha, D. et al., Dalton Trans., 41, 7399–7408, (2012). [11] Dhakshinamoorthy, A. et al., Dalton Trans., 40, 10719–10724, (2011). [12] Rintjema, J. et al., in: X.B. Lu (Ed.), Carbon Dioxide and Organometallics, Springer, Cham, 39–72, (2016). [13] He, H., Perman, J.A., Zhu, G., Ma, S., Small, 12, 6309–6324, (2016). [14] Rowsell, Jesse L.C. and Yaghi, Omar M., Microporous and Mesoporous Materials, 73, 3–14, (2004). [15] Czaja, A.U., Trukhan, N., Muller, U., Chem. Soc. Rev., 38, 1284–1293, (2009). [16] Matsuda, R. et al., Nature, 436, 238-241, (2005). [17] Uemura, T. et al., Angew. Chem. Int. Ed., 45, 4112 –4116, (2006). [18] Ma, L., Abney, C., and Lin, W., Chem. Soc. Rev., 38, 1248–1256, (2009). [19] Chen, K. and Wu, C-D., Coordination Chemistry Reviews, (2018), doi.org/10.1016/j.ccr.2018.01.016. [20] Wang, J.-L., Wang, C. and Lin, W., ACS Catal. 2, 2630–2640, (2012). [21] Chang, Z. et al. (2018), ACS Catal. 8, 1384–1391, (2018). [22] Wen, Y. et al., Coordination Chemistry Reviews, 376, 248–276, (2018). [23] Wang, Z. and Cohen, S.M., Chem. Soc. Rev.,38, 1315–1329, (2009). [24] Dissegna, S. et al., Adv. Mater., 30, 1704501, (2018). [25] Ren, J.W. et al., Coor. Chem. Rev., 349, 169–197, (2017). [26] Fang, Z. et al., Angew. Chem. Int. Ed., 54, 7234–7254, (2015). [27] Zou, C. et al., Inorg. Chem., 52, 3620–3626, (2013). [28] Vermoortele, F. et al., J. Am. Chem. Soc., 135, 11465–11468, (2013). [29] Liu, Y. et al., Chem. Commun., 52, 7806–7809, (2016). [30] Vermoortele, F. et al., J. Mater. Chem. 22, 10313–10321, (2012). [31] Chen, Z. et al., Chinese Journal of Catalysis, 38, 1108–1126, (2017). [32] Cheng, M. et al., Coordination Chemistry Reviews, 368, 80–92, (2018). [33] Hu, M-L. et al., Microporous and Mesoporous Materials, 256, 111-127, (2018). [34] Li, Z-H. et al., Inorganic Chemistry Communications, 27, 119–121, (2013). [35] Gonen, S. and Elbaz, L., Current Opinion in Electrochemistry, (2018). DOI: 10.1016/j.coelec.2018.03.035. [36] Xu, W. et al., Coordination ChemistryReviews, (2017). https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.10.014 [37] Lee, K.J. et al., Acc. Chem. Res., 50, 2684–2692, (2017). [38] Yang, S.J. et al., J. Am. Chem. Soc. 135, 7394–7397, (2013). [39] Chen, Y-Z. et al., Coordination Chemistry Reviews, 362, 1–23, (2018). [40] Jiang, H.-L. et al., J.Am. Chem. Soc., 133, 11854–11857, (2011). [41] Hu, M. et al., J. Am. Chem. Soc., 134, 2864–2867, (2012). [42] Wei, C. et al., Anal. Methods, 6, 1550–1557, (2014). [43] Aijaz, A., Fujiwara, N. and Xu, Q. , J. Am. Chem. Soc., 136, 6790–6793, (2014). [44] Jiao, L., Zhou, Y.-X., Jiang, H.-L., Chem. Sci., 7, 1690–1695, (2016). [45] Cho, K., Han, S.-H. and Suh, M.P., Angew. Chem., Int. Ed., 55, 15301–15305, (2016). [46] Jiang, Z. et al., Chem. Commun., 48, 3620–3622, (2012). [47] A. Dhakshinamoorthy, M. Alvaro, H. Garcia, Adv. Synth. Catal. 352, 711–717, (2010). [48] W. Xuan, C. Ye, M. Zhang, Z. Chen, Y. Cui, Chem. Sci. 4, 3154–3159, (2013). [49] C. Zhu, X. Chen, Z. Yang, X. Du, Y. Liu, Y. Cui, Chem. Commun. 49, 7120–7122, (2013).



فایل مقاله
تعداد بازدید: 387
تعداد دریافت فایل مقاله : 18



طراحی پرتال|طراحی پورتالطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک