Bạn đang tìm hiểu về Khung cơ kim (MOF) là gì?
Công nghệ vật liệu khung cơ kim (MOF) là các ion kim loại liên kết các nhánh của các liên kết với nhau để tạo thành một cấu trúc lặp lại. Do có cấu trúc rỗng nên MOFs có diện tích bề mặt riêng cực kỳ lớn.
Các ứng dụng có thể có khác của MOF là lọc khí, tách khí, xử lý nước , trong xúc tác, dẫn chất rắn và siêu tụ điện.
Metal–organic framework là gì mà nhận được giải đặc biệt tại VinFuture?
So với các vật liệu xốp khác, vật liệu MOFs có những ưu điểm như: kết hợp cả thành phần hữu cơ và vô cơ, có cấu trúc dạng tinh thể trật tự ba chiều xác định, có độ xốp cao và có khả năng biến đổi cấu trúc.
Các nhà nghiên cứu đã từng tổng hợp MOFs có diện tích bề mặt hơn 7.800 mét vuông/ gam. Để dễ hình dung hơn, chúng ta có thể tưởng tượng rằng vật liệu này có thể bao phủ được toàn bộ diện tích bề mặt của một sân bóng tiêu chuẩn quốc tế chỉ với một thìa cà phê vật liệu này (khoảng một gam chất rắn).
Loại bỏ kim loại nặng khỏi nước bằng MOFs
Các nhà nghiên cứu đã xử lý MOF được gọi là Fe-BTC, bằng dopamine, sau đó polyme hóa thành polydopamine (PDA) ghim polyme bên trong MOF. Hỗn hợp cuối cùng được đặt tên là Fe-BTC/ PDA, có thể loại bỏ một cách nhanh chóng và có chọn lọc lượng kim loại nặng cao như chì và thủy ngân khỏi các mẫu nước.
Fe-BTC/ PDA sau đó đã được thử nghiệm trong các dung dịch độc hại như một số mẫu nước được tìm thấy ở Flint, Michigan. Các thử nghiệm cho thấy MOF có thể làm giảm nồng độ chì xuống 2 phần tỷ chỉ trong vài giây, mức mà Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ và Tổ chức Y tế Thế giới cho là có thể uống được.
Thu giữ chất thải hạt nhân
Tại các nhà máy điện hạt nhân và các bãi thải cũ, một nguy cơ đặc biệt khó nắm bắt là các chất phóng xạ iốt hữu cơ. Các hợp chất này được tạo ra từ hydrocacbon và iot. Bằng cách biến đổi hóa học MOFs với các vị trí liên kết có nitơ phản ứng có thể liên kết với iốt hữu cơ, các nhà khoa học đã chế tạo bẫy MOF thể hiện khả năng metyl iốtua cao – cao hơn ba lần so với chất hấp thụ công nghiệp hiện đang được sử dụng trong các điều kiện giống nhau.
Ngoài ra, những MOF mới này có lợi thế là chất hấp thụ tốt ở nhiệt độ thấp hơn. Hơn nữa, chất hấp phụ MOF có thể được tái chế nhiều lần mà không bị mất công suất, không giống như các chất hấp thụ công nghiệp đã biết khác.
