Tổng hợp vật liệu ZIF-8/C và ứng dụng thu hồi Hg và As trong nước

Tài liệu nghiên cứu Tổng hợp vật liệu zif 8c và ứng dụng thu hồi hg2 và as3 trong nước, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Nguyen Ho Phu Tuc
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyen Van Cuong
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Tổng hợp vật liệu ZIF-8/C và ứng dụng thu hồi Hg và As trong nước
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về vật liệu ZIF 8 C Ưu điểm tiềm năng ứng dụng

Vật liệu khung cơ kim (MOFs) ngày càng được quan tâm trong công nghiệp hóa học. Mục tiêu là phát triển hợp chất mới với cấu trúc và đặc tính hấp dẫn. Dù có nhiều phương pháp tổng hợp, MOFs vẫn nổi bật với sự kết hợp đa dạng giữa các phân tử liên kết và ion kim loại. Các kỹ thuật tổng hợp xanh hơn như phương pháp vi sóng đang được phát triển. Ứng dụng MOFs làm chất xúc tác trong chuyển hóa hữu cơ là một lĩnh vực nghiên cứu tiềm năng. MOFs có cấu trúc xốp cao, diện tích bề mặt lớn, cho phép nhiều kết hợp khác nhau giữa các khối hữu cơ và vô cơ, tạo ra hàng triệu cấu trúc khác nhau. Theo tài liệu gốc, "MOFs kết tinh được cấu thành từ các ion hoặc cụm kim loại (cluster) và các phối tử hữu cơ thường được gọi là chất liên kết (linker).". Sự đa dạng này mở ra tiềm năng lớn trong xử lý môi trường, đặc biệt là thu hồi kim loại nặng.

1.1. Cấu trúc ZIF 8 Đặc điểm tính chất hấp phụ nổi bật

ZIF-8 là một MOF điển hình, được thương mại hóa phổ biến nhất nhờ chi phí thấp và hiệu quả cao. Diện tích bề mặt và cấu trúc xốp xác định tính chất nhiệt và hóa học cao, thúc đẩy nghiên cứu về các dẫn xuất và tổng hợp liên quan. Nghiên cứu ứng dụng ZIF-8 trong hấp phụ kim loại nặng có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Cấu trúc ZIF-8 có tính chọn lọc cao, giúp hấp phụ các chất ô nhiễm cụ thể. Theo nghiên cứu, "ZIF-8 được thương mại hóa phổ biến nhất thấp, năng suất hiệu quả Diện mặt cấu xốp định nhiệt hóa học cao thúc đây các nhà nghiên cứu hành nghiên cứu các dẫn xuất của MOF cũng như các tổng hợp quan đến MOE." Điều này làm cho ZIF-8 trở thành lựa chọn hấp dẫn để xử lý nước ô nhiễm.

1.2. Vật liệu composite ZIF 8 C Kết hợp ưu điểm ZIF 8 than hoạt tính

Vật liệu composite ZIF-8/C kết hợp ưu điểm của ZIF-8 và than hoạt tính. Than hoạt tính có độ xốp cao, giá thành rẻ, giúp tăng cường khả năng hấp phụ của vật liệu. Việc kết hợp ZIF-8 với than hoạt tính cải thiện độ bền và khả năng tái sử dụng của vật liệu. Theo tài liệu, ZIF-8/C được tổng hợp từ muối kẽm, methylimidazolate và biochar vỏ macca, tạo ra vật liệu với đặc tính hấp phụ ưu việt. Sự kết hợp này giúp vật liệu ZIF-8/C có tiềm năng lớn trong việc thu hồi Hg và As từ nước.

II. Ô nhiễm Hg và As trong nước Nguy cơ và thách thức cấp bách

Ô nhiễm môi trường nước là vấn đề toàn cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sinh vật. Nước thải công nghiệp nặng và các hoạt động khác khiến các con sông, kênh rạch, và biển trở thành nguồn nước độc. Trong số các chất gây ô nhiễm, kim loại nặng như Thủy ngân (Hg) và Arsen (As) được quan tâm hàng đầu do tính độc hại cao. Sự gia tăng nồng độ kim loại nặng trong các nguồn nước đang ở mức đáng báo động. Theo nghiên cứu, nhiều ngành công nghiệp xả trực tiếp chất thải chứa kim loại nặng vào môi trường mà không qua xử lý.

2.1. Tác hại của Hg và As Ảnh hưởng đến sức khỏe hệ sinh thái

Thủy ngân và Arsen gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Thủy ngân có thể gây tổn thương não, thận, và hệ thần kinh. Arsen có thể gây ung thư da, phổi, và bàng quang. Hai kim loại này cũng tích tụ trong chuỗi thức ăn, gây ảnh hưởng lâu dài đến hệ sinh thái. Việc loại bỏ Hg và As khỏi nước là vô cùng quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Theo các báo cáo khoa học, ngay cả nồng độ thấp của thủy ngân và arsen cũng có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.

2.2. Các phương pháp xử lý truyền thống Ưu nhược điểm

Các phương pháp xử lý kim loại nặng truyền thống bao gồm kết tủa hóa học, trao đổi ion, và thẩm thấu ngược. Tuy nhiên, các phương pháp này có nhiều nhược điểm như chi phí cao, hiệu quả không cao, và tạo ra chất thải thứ cấp. Hấp phụ là một phương pháp tiềm năng hơn, nhưng đòi hỏi vật liệu hấp phụ hiệu quả và thân thiện với môi trường. Việc tìm kiếm vật liệu hấp phụ mới với hiệu suất cao và chi phí thấp là một thách thức lớn. Vật liệu ZIF-8/C có thể là một giải pháp tiềm năng để khắc phục những nhược điểm của các phương pháp truyền thống.

III. Tổng hợp vật liệu ZIF 8 C Phương pháp quy trình tối ưu

Tổng hợp ZIF-8/C bao gồm nhiều bước, từ chuẩn bị nguyên liệu đến xử lý nhiệt và hoạt hóa. Phương pháp tổng hợp ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của vật liệu. Việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp giúp tạo ra vật liệu ZIF-8/C với hiệu suất hấp phụ cao. Cấu trúc của sản phẩm được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), quang phổ hồng ngoại Fourier (FT-IR), và kính hiển vi điện tử quét (SEM).

3.1. Sử dụng biochar vỏ macca Nguồn carbon tái tạo tiềm năng

Việc sử dụng biochar từ vỏ macca làm nguồn carbon cho vật liệu ZIF-8/C có nhiều ưu điểm. Biochar là vật liệu tái tạo, giá thành rẻ, và có độ xốp cao. Vỏ macca là nguồn phế thải nông nghiệp, việc sử dụng nó giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Quy trình tổng hợp biochar từ vỏ macca bao gồm xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí. Quá trình này tạo ra vật liệu có cấu trúc xốp và diện tích bề mặt lớn. Theo tài liệu, "ZIF-8/C được tổng hợp từ ... biochar vỏ maca."

3.2. Biến tính ZIF 8 Các phương pháp cải thiện hiệu suất hấp phụ

Biến tính ZIF-8 là quá trình thay đổi cấu trúc hoặc bề mặt của ZIF-8 để cải thiện hiệu suất hấp phụ. Các phương pháp biến tính bao gồm xử lý hóa học, tẩm kim loại, và tạo composite với các vật liệu khác. Việc biến tính ZIF-8 có thể tăng diện tích bề mặt, độ xốp, và tính chọn lọc của vật liệu. Các phương pháp biến tính ZIF-8 cần được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo tính ổn định và thân thiện với môi trường của vật liệu.

3.3. Dung môi tổng hợp ảnh hưởng thế nào đến cấu trúc ZIF 8

Dung môi đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp ZIF-8, ảnh hưởng đến kích thước tinh thể, độ xốp và tính ổn định của vật liệu. Lựa chọn dung môi phù hợp giúp kiểm soát quá trình kết tinh, tạo ra ZIF-8 với cấu trúc và đặc tính mong muốn. Một số dung môi phổ biến được sử dụng bao gồm nước, ethanol, DMF, và DMSO.

IV. Ứng dụng ZIF 8 C Hấp phụ Hg và As trong nước thực nghiệm

Vật liệu ZIF-8/C đã được thử nghiệm trong việc hấp phụ Hg và As từ nước trong điều kiện thực nghiệm. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ như thời gian, pH, và nhiệt độ đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy ZIF-8/C có khả năng hấp phụ Hg và As hiệu quả trong một phạm vi điều kiện nhất định.

4.1. Ảnh hưởng pH đến hiệu suất hấp phụ Hg và As

pH của dung dịch ảnh hưởng đến trạng thái tồn tại của Hg và As, cũng như điện tích bề mặt của ZIF-8/C. pH tối ưu cho hấp phụ Hg và As phụ thuộc vào loại vật liệu và điều kiện thí nghiệm. Trong một số nghiên cứu, pH trung tính hoặc hơi axit cho thấy hiệu suất hấp phụ cao hơn. Theo kết quả nghiên cứu trong tài liệu, pH bằng của ZIF-8/C voi kim As cao nhất 99.

4.2. Nghiên cứu thời gian và nhiệt độ hấp phụ tối ưu

Thời gian và nhiệt độ hấp phụ là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ. Thời gian hấp phụ cần đủ dài để đạt được trạng thái cân bằng. Nhiệt độ hấp phụ có thể ảnh hưởng đến tốc độ hấp phụ và khả năng giữ chất hấp phụ của vật liệu. Kết quả cho thấy pH bằng của ZIF-8/C voi kim As cao nhất 99. Khi nhiệt càng cao khả năng hấp phu kim của ZIF-§/C cảng giảm.

4.3. Khả năng tái sử dụng độ bền của vật liệu ZIF 8 C

Khả năng tái sử dụng và độ bền của vật liệu ZIF-8/C là yếu tố quan trọng để đánh giá tính kinh tế và bền vững của quá trình xử lý nước. Vật liệu cần có khả năng tái sinh sau khi hấp phụ và duy trì hiệu suất hấp phụ sau nhiều chu kỳ sử dụng. Các phương pháp tái sinh vật liệu bao gồm rửa giải bằng axit hoặc bazơ, xử lý nhiệt, và chiết bằng dung môi.

V. Kết luận Tiềm năng và hướng phát triển vật liệu ZIF 8 C

Vật liệu ZIF-8/C có tiềm năng lớn trong việc thu hồi Hg và As từ nước. Nghiên cứu tiếp tục tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp, biến tính vật liệu, và đánh giá hiệu quả xử lý trong điều kiện thực tế. Việc phát triển vật liệu ZIF-8/C giá rẻ, hiệu quả cao, và thân thiện với môi trường có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong nước.

5.1. Nghiên cứu mở rộng Các chất ô nhiễm khác điều kiện thực tế

Nghiên cứu mở rộng cần tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của vật liệu ZIF-8/C trong việc xử lý các chất ô nhiễm khác trong nước, cũng như trong điều kiện thực tế. Các yếu tố cần xem xét bao gồm sự có mặt của các ion cạnh tranh, chất hữu cơ, và vi sinh vật. Việc nghiên cứu trong điều kiện thực tế giúp đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu trong thực tiễn.

5.2. Hướng phát triển Vật liệu nano ứng dụng quy mô lớn

Hướng phát triển của vật liệu ZIF-8/C bao gồm việc tạo ra vật liệu nano với diện tích bề mặt cực lớn và khả năng hấp phụ cao. Việc phát triển quy trình sản xuất vật liệu quy mô lớn giúp giảm chi phí và tăng tính khả thi của ứng dụng trong thực tế. Ngoài ra, việc nghiên cứu cơ chế hấp phụ giúp tối ưu hóa vật liệu và quy trình xử lý. Việc tạo ra vật liệu nano ZIF-8/C mang lại tiềm năng to lớn trong việc xử lý ô nhiễm môi trường nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Ô nhiễm môi trường nước đã và đang là vấn đề được toàn cầu đặc biệt quan tâm vì mức độ nghiêm trong của nó. Ô nhiễm môi trường nước ảnh hướng trực tiếp đến sức khỏe con người, sinh vật do nước thải từ các ngành công nghiệp nặng, cũng như tinh trạng rác thải trôi nỗi tại các con sông, kênh rạch và ven bờ các bãi biến đã biến nguồn nước của chúng ta trở thành vùng nước độc. Trong tất cả các chất gây ô nhiễm, kim loại nặng đã nhận được sự quan tâm hàng đầu đối với các nhà hóa học môi trường do bản chất độc hại của chúng. Sự gia tăng số lượng kim loại nặng trong nguồn tài nguyên của chúng ta hiện đang là lĩnh vực đáng được quan tâm, đặc biệt là vì một số lượng lớn các ngành công nghiệp đang thái chất thái chứa kim loại trực tiếp vào môi trường mà không qua bất kỳ xử lý thích hợp nào.

Các nghiên cứu đã đưa ra được những phương pháp giải quyết như hấp phụ, kết tủa, trao đổi ion, oxy hóa,. Tuy nhiên vẫn chưa có phương pháp nào thật sự ưu việt cả về hiệu suất cũng như chỉ phí. Khung kim loai-hitu co (MOF) la vật liệu mới nỗi cho các ứng dụng xử lý môi trường do điện tích bề mặt cao, sự đa dạng về mặt cấu trúc, trạng thái hình học và các đặc tính phù hợp với ứng đụng. Đặc biệt, khung làm từ kim loại chuyển tiếp là chất hấp phụ và chất xúc tác tiên tiến để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ và khí.

Là một MOF cô điển, ZIF-8 được thương mại hóa phô biến nhất với chi phi thấp, năng suất và hiệu quả cao. Diện tích bề mặt lớn, cấu trúc xốp có trật tự, độ ổn định nhiệt và hóa học cao đã thúc đây các nhà nghiên cứu tiến hành nghiên cứu về các dẫn xuất của MOF cũng như các vật liệu tổng hợp liên quan đến MOE. Việc nghiên cứu và ứng dụng ZIF-8 trong việc hấp phụ kim loại mang lại ý nghĩa rất lớn đối với khoa học, thực tiễn cũng như mang tính thời sự. Căn cứ vào đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu “ Tổng hợp ZIF-8/C và ứng dụng thu hồi Hg?† và As?* trong nước”.

Mục tiêu nghiên cứu — Nghiên cứu tong hợp vật liệu ZIF-8/C từ biochar của vỏ macca; — Xác định được cấu trúc vật liệu; Khảo sát điều kiện hap phu tối ưu của vật liệu-ứng dụng vật liệu ZIP-8/C trong việc thu hồi Hg? và AsỲ” trong nước; Khao sat LOD, LOQ, độ lặp lại, tái lặp của phương pháp xác định As** va Hg?* bằng thiết bị ICP/MS. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu s* Đối tượng nghiên cứu Vật liệu ZIF-8/C; Khả năng thu héi Hg”* va As** trong nước. s* Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thực hiện trong phạm vị quy mô phòng thí nghiệm; Mẫu nước chứa các cation độc hại giả định trong phòng thí nghiệm. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: Nhóm nghiên cứu chúng tôi đã tiến hành tìm kiếm và thu thập tài liệu, các báo cáo trong và ngoài nước về quy trình tổng hợp ZIF-8/C, ứng dụng thu hồi Hg?" va As 3+ trong nước.

Việc tìm kiêm các tải liệu và báo cáo từ các nguồn tài liệu trong và ngoài nước, sử dụng trang mạng có tính chính xác và tin cậy như: google seholar, scientdirect,. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được chúng tôi sử dụng trong luận văn này. CHUONG 1 TONG QUAN LY THUYET 1.1 Téng quan vé vat liệu khung cơ kim - MOFs Trong những năm gần đây, vật liệu MOE ngày càng trở nên phù hợp trong ngành công nghiệp hóa chất. Lĩnh vực này đã được mở rộng đột ngột với mục đích phát triển các hợp chất mới với cấu trúc mới và đặc tính hấp dẫn.

Mặc dù có thể thực hiện các phương pháp tổng hợp khác nhau và số lượng MOE không giới hạn với sự kết hợp khác nhau của các phân tử liên kết và ion kim loại, như các ion kim loại hóa trị hai với liên kết nitơ và ion kim loại hóa trị ba với liên kết đầu cuối là anion oxy cho thấy độ ôn định tương đối tuyệt vời. Các kỹ thuật tổng hợp xanh hơn như phương pháp hỗ trợ vi sóng đang được phát triển. Việc ứng dụng MOFs làm chất xúc tae di thể trong ehuyén hóa hữu cơ là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển. Chúng đã được sử dụng rộng rãi cho một số biến đổi như phản ứng Friedel-Crafts, phản ứng ngưng tụ, oxy hóa, phản ứng ghép nối, cỗ dinh carbon dioxide.1 Vật hệu khung cơ kim TMOES (Metal Organic Framework) là loại vật liệu kết tỉnh được cấu thành từ các ion hoặc cụm kim loại (eluster) và các phối tử hữu cơ — thường được gọi là chất kết nỗi (inker).

Trong vật liệu MIOEs, kim loại và cầu nối hữu cơ liên kết với nhau tạo thành hệ thống khung mạng không gian một, hai, ba chiều — chúng là một phân lớp của polyme phối trí [1-3]. Vật liệu MOEs được biết đến với độ xốp cao và bề mặt lớn và các thành phần của nó cho phép tạo ra nhiều sự kết hợp khác nhau giữa các khối hữu cơ và vô cơ. Những khối này tạo ra hàng triệu cấu trúc khác nhau. Organic ligand Hình 1.1 So dé minh hoa khung kim loai — hitu co (MOF) [3] 1.12 Lịch sử Hấp phụ là quá trình xảy ra khi chất khí hoặc chất lỏng bị hút lên trên bề mặt của một chất rắn xốp hoặc là sự gia tăng nồng độ của chất này lên bề mặt chất khác.

Các loại chất hấp phụ thường ở dạng hạt nhỏ, xốp, có độ ôn định cao và khả năng chống mài mòn. Từ lâu, việc sử dụng một số loại vật liệu như: Zeolite, than hoạt tính, silicagel. được áp đụng rộng rãi trong việc lý các chất thải trong môi trường cũng như trong kỹ thuật xúc tác [3, 4]. Tuy nhiên, những vật liệu đó có cấu trúc lỗ xốp không đồng đều, cấu trúc mao quản nhỏ và diện tích bề mặt riêng còn thấp.

Chính vì thế, việc nghiên cứu ra những vật liệu cấu trúc xốp đồng đều, diện tích bề mặt riêng lớn hơn để có ứng dụng hiệu quả hơn trong công nghiệp. Các đặc tính hóa ly của vật liệu bị chi phối bởi các tác động tổng hợp của cấu trúc và thành phan, MOFs la ví du hap dẫn vẻ cấu trúc độc đáo của vật liệu cấu trúc rong có thê cung cấp toàn bộ các tính năng ưu việt. Trong số đó, ty lệ bề mặt trên thể tích được nâng cao, mật độ thấp, môi trường phán ứng vi mô, khả năng tải cao hơn, giảm độ dài truyền của khối lượng và điện tích. Do đó, việc chuẩn bị các cấu trúc rỗng cho các ứng đụng công nghệ từ lâu đã trở thành lĩnh vực nghiên cứu phê biến của các nhà hóa học và nhà khoa học vật liệu.

Tuy nhiên, việc tổng hợp các vật liệu có cấu trúc xốp hoặc rong, đặc biệt là phức tạp và thành phan nhất định một cách có kiểm soát luôn là một thách thức đối với các nhà khoa học. MOFs - vat liệu kết tinh duoc tao ra từ cả phân tử hữu cơ và vô cơ thông qua quá trình tự lắp ráp phân tứ. Được tiên phong vào cuối những năm 1990 bởi Giáo sư Omar Yaghi tai UC Berkeley [2], MOFs đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng. Cho đến nay, hơn 90 000 cấu trúc MOF khác nhau đã được báo cáo và số lượng tăng lên hàng ngày.2 Một số cau trie MOFs duoe nghian cứu hiện nay [3] 1.1 Đơn vị xây đựng sơ cấp Những nhóm cation kim loai va cae nhém carboxylate (ligand) tao nên câu trúc của vật liệu MOEs.

Trong đó, cầu nỗi điearboxylate là tác nhân phản ứng hình thành khối tứ điện với mỗi đỉnh là một nhóm carboxylate kim loại. Các cation thường được sử dụng nhiều nhất là các kim loại chuyển tiếp nhw Cr3*,Fe?*,Cu2*,Zn”" [3-6].2 Đơn vị xây dựng thứ cấp (SBUs) Việc mô ta các câu trúc của MOFS là một van để khó giải quyết và đòi hỏi tính hợp lý một khi chưa phân loại nó một cách rõ ràng. Để có thể tiên đoán được cấu trúc hình học của các vật liệu tổng hợp, phần lớn dựa trên hình dạng của đơn vị xây dựng thứ cập (SBUS). Từ đó thiết kế và tổng hợp ra các loại vật liệu xốp mới và có câu trúc trạng thái nỗi trội.

Trong quá trình tổng hợp, nhiều nghiên cứu đã thực hiện chức năng hóa bề mặt vật liệu bằng cách thêm các nhóm amino, carboxylate hay hydroxyl nham thay déi tinh chất khác nhau của các cầu nỗi hữu cơ tạo nên các loại vật liệu MOEs mới với câu trúc mới, thể tích tế bào đơn vị và kích thước mao quản khác nhau [3]. — Các phối tử carboxylate Nói chung, các phối tử carboxylate có thể áp dụng các chế độ phối trí linh hoạt với các thành phần kim loại dé tạo ra phần lớn các polymer phi tri thé hiện độ bền nhiệt cao. Một số MOFs bao gồm cac aryldicarboxylate, được câu tạo bằng cách xếp chồng Z— 7 và tương tác liên kết hydro trong các cau tric tinh thé hap dan [4]. Ví dụ, các phôi tử benzene carboxylate có thể kết nôi các tâm kim loại để tạo thành một mạng lưới.

Như trong hình I.3A, các ion Zn“ tứ điện được liên kết bởi các phân tử 1,4- benzenedicarboxylate.4-BDC) để tạo thành cấu trúc tuyến tính 1D. Theo đó, câu trúc phân lớp 2D MOF được hình thành do sự tương tác xếp chồng z — z và liên kết hydro giữa các chuỗi polyme (Hình 1. Liên tiếp, các phối tử benzencarboxylate có thể kết nôi các tâm kim loại dé tạo thành cấu trúc mạng 3D (Hình 1. Trong mạng 3D, một nguyên tử oxy đơn lẻ được liên kết với bồn nguyêntử Zn để tạo thành một tứ điện [Zn4O]#' đều đặn, sau đó được liên kết bởi nhóm —CO2-1,4-BDC để tạo thành một khối bát điện ZnsO(CO2) 6 cụm.

Sau đó, cứ 4 Zn4O(CO;) 6 đơn chức liên kết với nhau bằng liên kết benzene [7]. Do đó, một khung 3D mở rộng cuối cùng đã được hình thành.3 (A) Câu trúc ID, (B) 2D và (C) 3D của MOF-5 được xây dựng từ các ion 1,4-BDC và Zn”' [3] Mặc dù các acid carboxylic thom, vi du benzenedicarboxylic, c6 thể trực tiếp hình thành các vật liệu xốp thông qua sự phối trí của các ion kim loại, việc mở rộng lỗ xốp bên trong đối với MOFs để đạt được sự hấp phụ phân tử mong muốn có ý nghĩa lớn. Về mặt lý thuyết, việc kéo dài các trình liên kết hữu cơ dường như là một cách tiếp cận thuận tiện để mở rộng không gian bên trong của các khuôn khổ.