무기화학실험 ZIF 합성

소개글

"무기화학실험 ZIF 합성"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 시약 및 기구
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 고찰

본문내용

1. 실험 제목
Synthesis and Analyze Zeolite Imidazolate Framework

2. 실험 목적
ZIF에 대하여 알아보고 ZIF-8과 ZIF-67을 합성하고 분석해본다.

3. 실험 이론
1) Metal Organic Framework (MOF)
금속 이온이나 cluster가 유기 리간드에 의해 2개 이상의 결합자리를 통해 연결됨으로써 확장된 구조를 형성하는데 이 때의 결정질을 MOF라고 한다. Bitentate 리간드 중에서 리간드의 크기가 충분히 크고 리간드 결합자리 간의 거리가 충분히 커서 리간드 하나 당 두개 이상의 금속이 결합 가능한 경우, 리간드와 금속이 충분히 존재하여 규칙적인 배열로 형성하게 되면서 결정체와 유사한 금속 유기물 골격체를 형성하는데 이때의 금속 유기물 골격체를 MOF라 한다. MOF에 금속이나 금속 cluster와 연결된 특성기는 2개 이상의 루이스 염기 자리를 가진 분자나 이온이며, 이 때 루이스 염기자리에는 카복실레이트. 트리아졸레이트, 테트라졸레이트, 피라졸레이트가 존재한다. 또한 secondary building unit이라고 하는 MOF의 하위 단위의 배열을 변화시킴으로써 MOF의 Topology를 다양하게 형성할 수 있다.
또한 다공성 물질로 다른 다공정 물질과 유사하게 내부의 pore가 존재하며 이 공간의 경우 제어된 기공의 크기를 가진다. 넓은 표면적과 조절된 내부 표면 특성의 특징을 가지며 금속과 유기물에 따라 다양한 MOF가 형성될 수 있다. 이러한 특징 때문에 다양한 리간드와 금속에 따라 다양한 크기와 성질을 가질 수 있다.

2) Zeolite Imidazole Framework (ZIFs)
MOF의 한 종류이다. ZIFs는 M-Im-M로 나타낼 수 있으며, M은 Zn이나 Co이고 Im은 imidazole linker를 의미한다. ZIF의 다양한 구조는 기존의 제올라이트와 유사하며 여기서 Zn2+가 실리콘 역할을 하고 이미다졸 음이온이 제올라이트 내 산소 역할을 한다.

참고 자료

Gary L. Miessler, 무기화학, 제 5판, 자유아카데미, 2013년, p. 395
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Daniel Saliba 외 4명 / Crystal Growth of ZIF-8, ZIF-67, and Their Mixed-Metal Derivatives, JACS, 2018년 / p. 1812~1823
Hierarchical porous zeolitic imidazolate frameworks nanoparticles for efficient adsorption of rare-earth elements - ScienceDirect