I. Giới thiệu về vật liệu khung hữu cơ kim MOFs và UiO 66
Vật liệu khung hữu cơ kim (MOFs) là nhóm vật liệu mới được hình thành từ sự liên kết giữa các phối tử hữu cơ và các nút vô cơ của ion kim loại. Chúng có cấu trúc tinh thể với độ xốp cao, diện tích bề mặt lớn và kích thước mao quản đa dạng. MOFs được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như lưu trữ khí, cảm biến, hấp phụ và xúc tác. UiO-66 là một trong những MOFs nổi bật nhờ độ ổn định hóa học, cơ học và nhiệt. Cấu trúc của UiO-66 bao gồm các cụm oxide zirconi (Zr6O4(OH)4) liên kết với benzen-1,4-dicarboxylate (H2BDC), tạo thành khung 3D. UiO-66 có diện tích bề mặt lớn, dễ tổng hợp và được ứng dụng trong nhiều nghiên cứu về xúc tác và hấp phụ.
1.1. Đặc điểm của MOFs
MOFs có cấu trúc tinh thể với độ xốp cao, diện tích bề mặt lớn và kích thước mao quản đa dạng. Chúng được hình thành từ sự liên kết giữa các phối tử hữu cơ và các nút vô cơ của ion kim loại. MOFs được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như lưu trữ khí, cảm biến, hấp phụ và xúc tác. Đặc biệt, MOFs có khả năng biến tính cấu trúc, giúp tăng cường hiệu quả ứng dụng trong các quá trình xúc tác và hấp phụ.
1.2. Phương pháp tổng hợp MOFs
Các phương pháp tổng hợp MOFs bao gồm phương pháp solvothermal, hydrothermal và microwave. Phương pháp solvothermal là phổ biến nhất, sử dụng dung môi hữu cơ để tạo ra cấu trúc tinh thể của MOFs. Phương pháp hydrothermal sử dụng nước làm dung môi, trong khi phương pháp microwave giúp rút ngắn thời gian tổng hợp. Các phương pháp này đều hướng đến việc tạo ra MOFs với độ xốp cao và diện tích bề mặt lớn.
II. Ứng dụng của vật liệu UiO 66 trong xúc tác và phân tích điện hóa
UiO-66 được ứng dụng rộng rãi trong các quá trình xúc tác và phân tích điện hóa nhờ độ ổn định cao và diện tích bề mặt lớn. Trong xúc tác, UiO-66 được sử dụng như một vật liệu hỗ trợ cho các hạt nano kim loại, giúp tăng hiệu quả của các phản ứng xúc tác dị thể. Trong phân tích điện hóa, UiO-66 được sử dụng để biến tính điện cực, giúp tăng độ nhạy và độ chính xác của các phương pháp phân tích.
2.1. Ứng dụng trong xúc tác
UiO-66 được sử dụng như một vật liệu hỗ trợ cho các hạt nano kim loại trong các phản ứng xúc tác dị thể. Nhờ độ ổn định cao và diện tích bề mặt lớn, UiO-66 giúp tăng hiệu quả của các phản ứng xúc tác, đặc biệt là trong quá trình khử các hợp chất hữu cơ độc hại như 4-Nitrophenol (4-NP) và Methylene blue (MB).
2.2. Ứng dụng trong phân tích điện hóa
UiO-66 được sử dụng để biến tính điện cực trong các phương pháp phân tích điện hóa. Việc sử dụng UiO-66 giúp tăng độ nhạy và độ chính xác của các phương pháp phân tích, đặc biệt là trong việc xác định đồng thời các hợp chất hữu cơ như Ascorbic acid (AA) và Acetaminophen (AC).
III. Tổng hợp vật liệu composite UiO 66 và ứng dụng
Vật liệu composite UiO-66 được tổng hợp bằng cách kết hợp UiO-66 với các hạt nano kim loại hoặc oxide kim loại. Các vật liệu composite này được ứng dụng trong các quá trình xúc tác và xử lý chất ô nhiễm hữu cơ. UiO-66/Ni và Cu2O/Fe3O4/UiO-66 là hai ví dụ điển hình của vật liệu composite được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi.
3.1. Tổng hợp vật liệu UiO 66 Ni
UiO-66/Ni được tổng hợp bằng cách kết hợp UiO-66 với các hạt nano nickel. Vật liệu này được ứng dụng trong các phản ứng khử 4-Nitrophenol (4-NP) và phân hủy Methylene blue (MB). UiO-66/Ni có hiệu quả xúc tác cao nhờ sự kết hợp giữa các tâm kim loại Ni và khung UiO-66.
3.2. Tổng hợp vật liệu Cu2O Fe3O4 UiO 66
Cu2O/Fe3O4/UiO-66 được tổng hợp bằng cách kết hợp UiO-66 với đồng (I) oxide (Cu2O) và sắt (II, III) oxide (Fe3O4). Vật liệu này được ứng dụng trong các phản ứng xúc tác Fenton để xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại như Reactive blue 19 (RB19). Cu2O/Fe3O4/UiO-66 có khả năng tái sử dụng cao nhờ tính chất từ tính của Fe3O4.
