การสังเคราะห์และศึกษาสมบัติการเร่งปฏิกิริยาของสารประกอบเมทัลออร์กานิคเฟรมเวิร์ค

Abstract

MIL-101 (MIL, Matérial Institut Lavoisier) เป็นหนึ่งในต้นแบบเมทัลออร์กานิคเฟรมเวิร์คที่สำคัญชนิดหนึ่ง ซึ่งถูกศึกษาและใช้กันอย่างกว้างขวางในหลายสาขาวิทยาศาสตร์ เช่นในเรื่องตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวกักเก็บแก๊ส เป็นต้น โดยทั่วไปแล้วในการสังเคราะห์ MIL-101(Cr) ซึ่งมีโครเมียมเป็นพื้นฐานมักจะใช้กรดไฮโดรฟลูออริกซึ่งมีอันตราย ในที่นี้จึงได้เลือกใช้วิธีที่ปราศจากกรดไฮโดรฟลูออริก โดยสังเคราะห์ MIL-101(Cr) และ MIL-101(Cr,Fe) ซึ่งเป็นการแทนที่โครเมียมด้วยเหล็กในโครงสร้าง MIL-101 โดยใช้วิธีไฮโดรเทอร์มอล ผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้นจะถูกพิสูจน์เอกลักษณ์โดยเทคนิคเอกซเรย์พาวเดอร์ดิฟแฟรกชัน เทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี และการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด หลังจากนั้นได้ทำการศึกษาการเร่งปฏิกิริยาด้วยแสงของผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์ได้ โดยติดตามการสลายของเมทิลีน บลู ด้วยเทคนิคยูวีวิสิเบิลสเปกโทรสโกปี และเทียบผลการเร่งปฏิกิริยากับช่องว่างของแถบพลังงานที่หาได้จากเทคนิคดิฟฟิวส์รีเฟล็กแทนซ์ ยูวีสเปกโทรสโกปี จากผลการทดลองพบว่าสามารถสังเคราะห์ MIL-101 ทั้งสองชนิดได้โดยไม่มีสิ่งเจือปน อย่างไรก็ตามการแทนที่โครเมียมด้วยเหล็กในโครงสร้าง MIL-101 ทำให้การเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงมีประสิทธิภาพต่ำลง เนื่องจากมีช่องว่างของแถบพลังงานที่กว้างขึ้น