Zeolithe und Metalorganic Frameworks (MOF`s)

Werbung
Zeolithe und Metalorganic Frameworks (MOF’s)
Zeolithe:
− griech.: siedender Stein, (gibt beim Erhitzen Wasser ab)
− sind sog. Gerüstsilicate der allgemeinen Formel
(Me+)x(AlO2)x(SiO2)y · (H2O)z (natürliche Zeolithe)
oder
2+
(Me )0,5x(AlO2)(SiO2)y · (H2O)z (künstlich hergestellte Zeolithe)
− gehören zu den Alumosilicaten
− werden zu den Gerüstsilikaten gezählt (dreidimensionales locker gepacktes Gerüst aus
Ecken-verknüpfte SiO4- und AlO4-Tetraeder)
− ähnlich Quarzglas, allerdings entstehen durch die Substitution von Si4+ durch Al3+ negative
Ladungen, die durch Kationen abgesättigt sind
− Innen enthalten Zeolithe ein netzwerkartiges Hohlraumgeflecht (Æ bis zu 40 Å )
− in den Hohlräumen befinden sich neben Kationen z. Teil auch Wassermoleküle
− Wasserfreie Zeolithe sind hygroskopisch und werden deshalb oft als Trockenmittel z.B. für
Erdgas verwendet, aber auch als Wasserspeicher und Feuchtigkeitspuffer z.B. in Fenstern
− Je nach Kationensorte in der Struktur Verwendung in
− Wasserenthärtern, Ionentauschern (Na+-Ionen)
− Sauerstoffanreicheranlagen (Ca2+-Ionen)
− Raffinerien (Abtrennung verzweigter organischer Moleküle, die nicht durch die
Hohlräume passen)
− Aufbereitungsanlagen radioaktiver Flüssigkeiten (Abtrennung radioaktiver Ionen)
− aufgrund der großen Anwendungsbreite werden Zeolithe auch künstlich hergestellt mit einer
Jahresweltproduktion im Megatonnen- Bereich
− Bei der Synthese können farbgebende Anionen zugegeben werden (S2- (gelbgrün), S3(blau), S4- (rot)), Pigmente auf Zeolithbasis gelten als unbedenklich
Metal Organic Frameworks (MOF's):
− Netzwerkstrukturen aus Übergangsmetallen und organischen Verbindungen mit mehreren
funktionellen Gruppen
− enthalten ähnlich wie Zeolithen ein Hohlraumgeflecht
− In MOF's werden häufig Zn-, Cu-, Ni-, oder Cobaltionen verwendet
− die organischen Liganden verknüpfen die Übergangsmetallionen
− die Größe der Poren bzw. Hohlräume kann durch die Länge des organischen Moleküls
variiert werden (im Gegensatz zu den Zeolithen)
− dadurch maximale Oberfläche von bis zu 4500m² pro Gramm MOF (MOF-177)
− MOF's sind aufgrund des C- Anteils weniger hitzebeständig als Zeolithe (max. 673K)
Anwendung vor allem zur Speicherung von Wasserstoff, aber auch als Träger für
−
Katalysatoren (z.B. Platin oder Palladium) z.B. zur energieeffizienten Produktion von H2O2
− Katalytisch wirkende Übergangsmetalle destabilisieren das MOF, großes
Forschungsinteresse an stabilen MOF's für katalytische Zwecke
− MOF's sind günstig: Ausgangsstoffe für MOF-5 sind (Zn4O)6+ und ein Zwischenprodukt der
PET-Produktion (Terephthalsäure)
Literaturangabe:
„Nachrichten aus der Chemie, Ausgabe 53, Seite 394ff., erschienen im April 2005 bei der GDCH“
„Hollemann-Wiberg, 102. Auflage, S.971ff., erschienen 2007 im deGruyter Verlag“
Fragen:
1.) Erkläre das Aufbauprinzip von Zeolithen. Welche allgemeine Formel kann man für Zeolithe
angeben? Welches sind besondere Eigenschaften von Zeolithen?
2.) Was ist der grundlegende Unterschied zwischen MOF's und Zeolithen?
Herunterladen
Random flashcards
Medizin

5 Karten Sophia Gunkel

lernen

2 Karten oauth2_google_6c83f364-3e0e-4aa6-949b-029a07d782fb

Literaturepochen

2 Karten oauth2_google_55780ed8-d9a3-433e-81ef-5cfc413e35b4

Erstellen Lernkarten