Month: March 2021

Pētītas 3 dažādas metālorganiskās struktūras (MOF), kā arī litija silikāti.

Metālorganiskās struktūras (MOS (angļu val. MOF) ir savienojumu klase, kuras pamatā ir metāla joni, kas saistīti ar organiskiem ligandiem, lai veidotu vienu-, divu- vai trīsdimensionālas struktūras. Pie tam šo savienojumu raksturīga iezīme ir porainība.

Pēc zinātniskās literatūras rakstiem sintezētas 3 MOS: CuBTC, UTSA-16 un UiO-66(zr)-(COOH)₂, kā arī veikti šo MOS imobilizācijas priekš mēģinājumi uz montmorilonīta un aerosila.

MOS sintēzei izmantotas atšķirīgas sintēzes metodes, piemēram, CuBTC sintēze veikta, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu, UTSA-16 sintēze veikta, izmantojot hidrotermālos reakcijas apstākļus noslēgtā teflona kapsulā, paaugstinātā temperatūrā, savukārt UiO-66(zr)-(COOH)₂ sintēze veikta pēc tradicionālās sintēzes metodes, karsējot reakcijas maisījumu apaļkolbā uz laboratorijas plītiņas zem atteces dzesinātāja.

MOS imobilizācija veikta, izmantojot atbilstošās MOS sintēžu metodes, taču papildus pievienojot potenciālo MOS nesēju – mālus vai aerosilu. Laboratorijā iegūtie savienojumi vizuāli neatšķiras no zinātniskajā literatūrā publicētajiem attēliem, savukārt MOS imobilizējot uz nesēja, iegūtā produkta krāsas intensitāte samazinās – CuBTC+Mt, kā arī UTSA-16+Mt, UTSA-16+Aerosils novērojama blāvāka tumši zilā un violetā krāsa attiecīgi, savukārt UiO-66(zr)-(COOH)₂+Mt, raksturīga viegli pelēcīga nokrāsa. Pārbaudot materiālu spēju sorbēt oglekļa dioksīdu, secināms, ka imobilizētajiem materiāliem tā ir zemāka, vismazākā atšķirība ir UiO-66(zr)-(COOH)₂ un UiO-66(zr)-(COOH)₂+Mt paraugiem. Turpināti tiek MOS sintēzes optimizācijas pētījumi, tiks veikta iegūto materiālu raksturošana un pētīta oglekļa dioksīda sorbcija.

Litija silikātu (Li₄SiO₄) saturošs sorbents gatavots pēc citrāta sol-gēl metodes, izmantojot LiNO₃ un Si(OC₂H₅)₄ kā Li un Si prekursorus ar Li:Si atomu attiecību 4:1. Litija silikātu imobilizē uz montmorilonīta vai keramzīta. Līdz šim iegūtie dati norāda uz augstu litija silikāta spēju sorbēt oglekļa dioksīdu, taču pēc imobilizēšanas materiālu sorbcijas spējas samazinās, turpinās metodes optimizēšana.

Viena no metodēm ar kuras palīdzību var aprakstīt porainu materiālu spēju adsorbēt oglekļa dioksīdu ir termogravimetrija. Metodes pamatā tiek pētīta materiāla masas izmaiņa atkarībā no temperatūras.

Paraugs tiek iesvērts porcelāna tīģelī un tiek uzsākta desorbcijas fāze.

Šajā fāzē inertas gāzes atmosfērā paraugs tiek sakarsēts līdz vēlamajai temperatūrai, kur tas tiek atbrīvots no apkārtējā vidē uzņemtajiem gaistošajiem savienojumiem – ūdens tvaikiem un citām gāzēm. Augstas temperatūras sorbcijas gadījumā desorbcija notiek pie 750 °C, bet zemas – 150 °C. Kad temperatūra sasniegta, tiek uzsākta nākamā fāze – adsorbcija.

Adsorbcijas fāze notiek ogļskābās gāzes atmosfērā. Šajā fāzē parauga masa pieaug, jo tas, temperatūrai pakāpeniski pazeminoties, adsorbē un absorbē oglekļa dioksīdu no apkārtējās vides. Noteiktā laikā un pie noteiktas temperatūras paraugs ir uzņēmis maksimālo daudzumu ogļskābās gāzes. Augstas temperatūras sorbcijas gadījumā tas notiek pie apmēram 650 °C, bet zemas – pie 25 līdz 75 °C.

Adsorbcijas un desorbcijas temperatūras katram materiālam var būt dažādas.

Adsorbcijas un desorbcijas cikli tiek atkaroti. Tādējādi tiek aplūkota materiāla spēja atkārtoti uzņemt ogļskābo gāzi un kā tā ar laiku krītas.