Национальная академия наук Украины
Целевая комплексная программа научных исследований НАН Украины
Фундаментальные проблемы водородной энергетики
Пропустить ссылки переходов
Управление
Проекты
Институты
Ученые
Публикации
Пропустить ссылки переходов
Актуальность и цель проекта
Наработки в Украине и мире по теме проекта
Основные результаты проекта
Практическое значение результатов проекта
Предложения по использованию результатов проекта
Публикации по результатам выполнения проекта
Представление результатов на конференциях, семинарах, чтениях
Основные результаты проекта 

В результате выполнения проекта исследованы ряды металло-органических каркасных соединений (МОК), сформированные на основе полиядерных или моноядерных комплексов 3d металлов и мостиковых органических лигандов разного состава и строения.

Показано, что микропористые МОК состава Fe2MO((CH3)3CCO2)6(L) (M = Ni2+, Co2+), где L – лиганды тригональной топологии 2,4,6-трис-(4-пиридил)триазин или 2,4,6-трис-(4-пиридил)пиридин – сорбируют до 0,8 % Н2 (при 77 К і 1 атм).

На основе исследования серии МОК состава Fe2MO(RCO2)6(bipy)1,5, где R = CH3, CF3 и C(CH3)3, M = Co2+, Ni2+, bipy = 4,4'-бипиридин, показано, что при одинаковых условиях активации образцов (120 °С в вакууме) сорбционная ёмкость комплексов типа Fe2MO(RCO2)6(bipy)1,5 по водороду при 77 К и 1 атм растет в ряду CH3 < CF3 < C(CH3)3, что может быть обусловлено более "оптимальным" диаметром пор в полимерах с пивалатными группами, а также меньшим количеством дефектов в кристаллических решетках МОК на основе пивалатов. Установлено, что эти комплексы сорбируют до 0,8 % водорода (77 К, 1 атм) после активации образцов при 120 ºС при атмосферном давлении, или до 0,5 % после активации при 120 ºС в вакууме.

Найдено, что увеличение линейного размера мостикового лиганда L' в МОК состава Fe2MO(RCO2)6(L')1,5 не приводит к увеличению площади поверхности и объема пор, и также не приводит к увеличению сорбционной ёмкости по водороду (например, 0,3 % при 77 К и 1 атм для Fe2Ni((CH3)3CCO2)6(L')1,5, где L' = бис-1,4-(4-пиридилэтинил)бензол, по сравнению с 0,5 % для Fe2Ni((CH3)3CCO2)6(bipy)1,5 в тех же условиях). Снижение сорбционных характеристик таких МОК при увеличении длины мостикового лиганда может объясняться более эффективным "складыванием" пористой структуры вследствие изменения взаимной ориентации 2D слоёв в кристаллических решётках.

Показано, что комплексы 3d металлов с 4,4'-бис(8-оксихинолил-5)диазадифенилом способны сорбировать до 0,6 % водорода (77 К, 1 атм).

Найдено, что связывание трехъядерных комплексов Fe3O(HCO2)6+ формиатом марганца(ІІ) Mn(HCO2)3- приводит к формированию пористого полимера Fe3O(HCO2)6Mn(HCO2)3, поры в котором доступны для молекул Н2.

На основе анализа литературных данных и собственных результатов показано, что основными факторами, определяющими предельную сорбционную ёмкость МОК по водороду (сорбционную ёмкость в состоянии насыщения) являются площадь поверхности и объём пор. Найдено, что зависимость величин максимальной сорбционной ёмкости МОК по водороду (u) от SБЭТ описывается уравнениями u[%] = 1,1(±0,6) + 1,7·10-3(±2·10-4)·S[м2/г] и U = 2,1·10-3(±0,1·10-3)·SБЭТ + 0,1(±0,02)·Vпор, что позволяет предсказывать сорбционную ёмкость новых МОК по водороду. Установлено, что состав и строение металлсодержащих структурных элементов пористых координационных полимеров не оказывают непосредственное влияние на их сорбционную ёмкость по водороду.

Найден ситовый эффект в микропористом МОК состава Ni((CH3)3CCO2)2(ptz) (ptz = 2,4,6-трис-(4-пиридил)триазин), который проявляется в способности этого соединения сорбировать втрое больше водорода (в молях на грамм сорбента), чем азота, и может быть связан с недоступностью части пор для больших по размеру молекул N2.

По результатам выполнения проекта в 2006 – 2010 гг. опубликовано 8 статей (из них 2 обзорные) и тезисы 8 докладов, подана 1 заявка на патент Украины.

Президиум НАН Украины © Прототип
  This Website is best available with Microsoft Internet Explorer 6.0+