DİKARBOKSİLİK ASİT TÜREVİ LİGANDLARIN METAL KOMPLEKSLERİNİN SENTEZİ, AZOT VE HİDROJEN GAZI DEPOLAMADA KULLANIMLARININ İNCELENMESİ 1 Synthesis of Metal Complexes Including Dicarboxylic Acid Moities and Investigation of Nitrogen and Hydrogen Gas Storage Properties Özlem ERDEM Kimya Anabilim Dalı Emel YILDIZ Kimya Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmada, 4,5-Imidazoldikarboksilik asit ligandı ile geçiş metallerinden molibden (Mo 3+ ) ve tungsten (W 6+ ), lantanit grubu metallerinden seryum (Ce 3+) ve samaryum (Sm 3+), A grubu metali olan kalay (Sn 4+ ) ın tuzları kullanılarak 5 tane özgün metal kompleks sentezlenmiştir. Sentezlenen tüm bileşiklerin yapıları elementel analiz, FT-IR, 1 H-NMR, LC/MS, ICP/MS ve DTA/TG gibi spektroskopik yöntemler kullanılarak aydınlatılmıştır. Sentezlenen komplekslerin gözenek yapısı ve gaz depolama özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Azot gazı ile yapılan adsorpsiyon ölçümleri, 77 K sıcaklığında 0.6 bar basıncında gözenek boyutları ve gözenek dağılımları, gözenek hacimleri ve BET yüzey alanları analiz edilmiştir. Ayrica, sentezlenen gözenekli komplekslerin 298 K sıcaklığında ve 200 bar basıncında maksimum hidrojen depolama kapasiteleri incelenmiştir. Çalışma sonucunda L1Sm kompleksinin yüzey alanı 90 m 2 /g, depolanan hidrojen miktarı da % 2.85 olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler:İmidazol Dikarboksilik Asit, Metal Kompleks, Gaz Depolama, BET ABSTRACT In this study, various metal complexes were synthesized using 4,5- imidazole-dicarboxylic acid ligand with metal salts such as transition metals molybdenum (Mo 3+ ) and Tungsten (W 6+ ), lanthanide metals Cerium (Ce 3+ ) and Samarium (Sm 3+ ) and A group metal Tin (Sn 4+ ). The synthesized complexes successfully characterized by using spectroscopic methods; micro analysis, FT-IR, 1 H-NMR, LC/MS, ICP/MS and DTA/TG. Gas storage and porous structure of the complexes were comparatively investigated. Adsorption measurements with nitrogen gas, in the pore size and pore distribution, pore volume, and BET surface areas were analyzed in the temperature of 77 K and a pressure of 0.6 bar. Moreover, the maximum hydrogen storage capacity of the complexes and their pores diameters were examined at 200 1 Aynı başlıklı Doktora tezinden üretilmiştir. - 161 -
bar and 298 K. Results of this study showed that specific surface area of L1Sm was 90 m 2 /g and amount of stored hydrogen was found 2.85 wt%. Key Words: Imidazole-Dicarboxylic Acid, Metal Complex, Gas Storage, BET GİRİŞ Ülkemizde enerji kaynaklarının sınırlı olması ve giderek azalması sonucunda yenilenebilir enerji kaynakları ve üretilen enerjinin depolanması çok büyük önem arz etmektedir. Hidrojen gibi enerji depolamada kullanılan gazların diğer alternatif enerji kaynaklarına göre doğa koşullarına bağımlı olmaması nedeniyle sağlanan enerji sezonluk, günlük ve hatta anlık olarak büyük değişimler göstermemektedir. Böylelikle sağlanan enerjinin genel enerji talebi ile tam olarak örtüşmemesi gibi sorunlar ortadan kalkmaktadır. Bu açıdan, enerji ihtiyacının her durumda başarı ile karşılanabilmesi için enerjiyi gaz olarak depolama oldukça büyük öneme sahiptir (İbrahim ve ark, 2008). Gaz depolamanın, enerjide kullanımının yanı sıra artan nüfus ve sanayileşmeden kaynaklı çevreyi kirleten zararlı gazların depolamayla zararsız hale getirilmesi de ülkemiz için çok önemlidir. Atmosfere salınan kükürt dioksit, azot oksitler, karbon monoksit, hidrokarbonlar gibi bu emisyonlar insan sağlığını ve çevreye çok ciddi tehlike oluşturmaktadır. Bu sebeple, hem enerjide kullanılan hem de zararlı emisyonlara sebebiyet veren gazları çok değişik formlarda depolama yöntemleri araştırılmaktadır. Biyolojik, kimyasal, ısıl ve elektriksel depolama, potansiyel, yerçekimi potansiyel ve kinetik enerji depolama yöntemlerine örnek olarak verilebilir (Hfcit, 2004). Bu çalışmada, başlıca depolama yöntemi olan kimyasal depolama ele alınmıştır. Kimyasal depolama yöntemlerinden biri olan gaz depolamada, mikro gözenekli inorganik-organik hibrit koordinasyon polimerleri (metal-organik framework MOF-) oldukça dikkat çekmektedir (Mori ve ark 2002). Bunların tekli, ikili ve üç boyutlu (1D, 2D ve 3D) yapılarının sentezi ve karakterizasyonları hızlı gelişen konulardan biridir. Bu koordinasyon polimerlerini zeolit, aktif karbon, silis, kil ve karbon kumaş gibi gözenekli malzemeler ile karşılaştırıldığında, gelecekte geniş bir potansiyele sahip olacakları düşünülmektedir. Bunun nedeni; bu koordinasyon polimerlerini oluşturan öncül metal iyonları ve ligandların bağlanma özelliklerine göre istenilen gözenek şekil ve boyutlarının, yüksek gözenek sayısının ve esnek iskelet yapısının tasarlanabilir olmasıdır (Mori ve ark, 2005). MATERYAL VE METHOD Tez kapsamında yapılan çalışmalar aşağıdaki gibi sıralanmıştır; 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandının metal komplekslerinin sentezi, Sentezlenen komplekslerin yapı karakterizasyonları, Komplekslerin azot ve hidrojen gazlarını depolama özelliklerinin belirlenmesi 4,5-Imidazol Dikarboksilik Asit Ligandının Metal Komplekslerinin Sentezi 2.0 mmol 4,5-Imidazol dikarboksilik asitin 10 ml susuz metanoldeki çözeltisi üzerine 2.0 mmol metal tuzunun 10 ml susuz metanoldeki çözeltisi ilave edildi. - 162 -
Karışım, geri soğutucu altında kaynama sıcaklığında 1 saat karıştırıldıktan sonra çözeltinin ph sını 3,5 dan 8-9 civarına getirmek üzere NaOH ın metanoldeki çözeltisi, sıcak karışıma damla damla eklendi. 5 saat boyunca geri soğutucu altında kaynayan çözelti reaksiyon tamamlandıktan sonra çözücüsü buharlaştırılıp çökelti filtre edildi, 3 kez metanol çözeltisiyle vakum altında yıkanarak saflaştırıldı. Elde edilen 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandının farklı komplekslerle genel sentez yöntemi ve sunduğu farklı yapılar Şekil 3.1 de özetlenmiştir. Metal(M) Model R 1 R 2 ph Verim (%) W 6+ 1 OH Cl 8.5 97 Mo 3+ 1 H2O Cl 8.1 95 Ce 3+ 2 - OH 9.0 81 Sm 3+ 2 H2O OH 8.9 91 Sn 4+ 3 Cl - 8.5 94 Şekil 1. 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandı ile sentezlenen olası metal kompleks yapıları 4,5-Imidazol Dikarboksilik Asitin W(VI) Kompleksi (L 1W) - 163 -
Şekil2. 4,5-Imidazol dikarboksilik asitin olası W(VI) kompleksi Elementel Analiz (C5H4Cl2N2NaO6W): Hesaplanan: C, 12.92; H, 0.91; N, 6.03. Bulunan: C, 13,58; H, 1.24; N, 6.25. ICP/MS (% Metal): Hesaplanan: W, 39.14; Na, 4.69; Cl, 15.11. Bulunan: W, 40.72; Na, 4.51; Cl, 15.88. IR (KBr, ῡ= cm -1 ): 3217 cm -1 υ(o-h), 1646,1517 cm -1 υ(c=o), 426 cm-1 υ(w-cl), 514 cm -1 υ(w-n), 639 cm -1 υ(w-o) (Ek 1.2). 1 H NMR (600 MHz, DMSO, ppm) δ: δ=7.56 (s, H, CH=N), 2.50 (s, 2H, O-H) (Ek 2.1). LC/MS (Agilent 1100 MSD) (m/s): 469,1 (M + ); 405,0 (64,1); 335,1 (69,9); 151,1(184); 138,9(12,2); 101,1(37,8) (Ek 3.1). 4,5-Imidazol Dikarboksilik Asitin Mo(III) Kompleksi (L 1Mo) Şekil 3. 4,5-Imidazol dikarboksilik asitin olası Mo(III) Kompleksi Elementel Analiz (C5H6Cl2MoN2NaO6): Hesaplanan: C, 15.80; H, 1.59; N, 7.37. Bulunan: C, 16,43; H, 1.37; N, 7.43. ICP/MS (% Metal): Hesaplanan: W, 25.24; Na, 5.78; Cl, 18.64. Bulunan: W, 30.32; Na, 7.96; Cl, 20.11. IR (KBr, ῡ= cm -1 ): 3200-3500 cm -1 υ(o-h), 1563,1506 cm -1 υ(c=o), 435 cm -1 υ(mo-cl), 521 cm -1 υ(mo-n), 654 cm -1 υ(mo-o) (Ek 1.3). 1 H NMR (600 MHz, DMSO, ppm) δ: δ=12.7 (s, H, OH), 7.57 (s, H, CH=N), 2.50 (s, 4H, O-H). (Ek 2.2) LC/MS (Agilent 1100 MSD) (m/s): 380,2 (M + ); 257,0 (96,2); 179,1 (77,9); 101,1(78) (Ek 3.2). 4,5-Imidazol Dikarboksilik Asitin Ce(III) Kompleksi (L 1Ce) - 164 -
Şekil 4. 4,5-Imidazol dikarboksilik asitin olası Ce(III) Kompleksi Elementel Analiz (C10H3Ce2N4NaO9): Hesaplanan: C, 19.17; H, 0.97; N, 8.94. Bulunan: C, 18,59; H,1.59; N, 8.13. ICP/MS (% Metal): Hesaplanan: Ce, 46.28; Na, 3.63. Bulunan: Ce, 42.21; Na, 2.83. IR (KBr, ῡ= cm -1 ): 3200-3500 cm -1 υ(o-h), 1557 cm -1 υ(c=o), 521 cm -1 υ(ce-n), 648 cm -1 υ(ce-o) (Ek 1.4). 1 H NMR (600 MHz, DMSO, ppm) δ: δ=7.54 (s, 2H, CH=N), 2.50 (s, H, O-H). (Ek 2.3). LC/MS (Agilent 1100 MSD) (m/s): 605,5 (M + ); 548,5 (58); 500,1 (48,4); 437,0(63,1); 308,9(128,1); 179,1(129,8); 139,0(40,8) (Ek 3.3). 4,5-Imidazol Dikarboksilik Asitin Sm(III) Kompleksi (L 1Sm) Şekil5. 4,5-Imidazol dikarboksilik asitin olası Sm(III) Kompleksi Elementel Analiz (C10H12N4O12Sm2): Hesaplanan: C, 17.29; H, 1.48; N, 8.25. Bulunan: C, 16,94; H,1.92; N, 7.68. ICP/MS (% Metal): Hesaplanan: Sm, 44.37. Bulunan; Sm, 40.57. IR (KBr, ῡ= cm -1 ): 3336 cm -1 υ(o-h), 1565 cm -1 υ(c=o), 526 cm -1 υ(sm-n), 651 cm -1 υ(sm-o) (Ek 1.5). 1 H NMR (600 MHz, DMSO, ppm) δ: δ=13.98 (s, H, OH), 7.67 (s, 2H, CH=N), 2.50 (s, 7H, O-H) (Ek 2.4). LC/MS (Agilent 1100 MSD) (m/s): 676,80 (M + ); 507,0 (169); 427,0(80); 349,0(78); 245,0(104); 169,0(76); 102,0(67) (Ek 3.4). - 165 -
4,5-Imidazol Dikarboksilik Asitin Sn(IV) Kompleksi (L 1Sn) Şekil 6. 4,5-Imidazol dikarboksilik asitin olası Sn(IV) Kompleksi Elementel Analiz (C5H3Cl2N2NaO5Sn): Hesaplanan: C, 15.25; H, 0.97; N, 7.30. Bulunan: C, 14,95; H,1.23; N, 6.72. ICP/MS (% Metal): Hesaplanan: Sn, 31.31; Na, 5.80; Cl, 18.70. Bulunan; Sn, 28.05; Na, 4.27; Cl, 27.68. IR (KBr, ῡ= cm -1 ): 3200-3500 cm -1 υ(o-h), 1557, 1505 cm -1 υ(c=o), 433 cm -1 υ(sn-cl), 510 cm -1 υ(sn-n), 622 cm -1 υ(sn-o) (Ek 1.6). 1 H NMR (600 MHz, DMSO, ppm) δ: δ=7.55 (s, H, CH=N) (Ek 2.5). LC/MS (Agilent 1100 MSD) (m/s): 379,0 (M + ); 352,0(27); 239,0(113); 201,1(37,9); 179,1(22); 157,1(22); 117,1(40) (Ek 3.5). Komplekslerin Gaz Depolama Özelliklerinin İncelenmesi Azot Gazı (N 2) Adsorpsiyonu ve Desorpsiyonu Bu kapsamda, komplekslerin gözenek yapısı ve gaz adsorpsiyondesorpsiyon kapasiteleri incelenmiştir. N2 gazının adsorpsiyon izotermleri 77 K sıcaklığında ve 0.6 atm basıncında ölçülmüştür. Aktive edilen örneğin adsorbe edilen gaz miktarı Yüzey Alanı Ölçüm Cihazı, BET ile analiz edilmiştir (Şekil 3.13). Analiz izotermleri de Brunauer Emmett Teller (BET) eşitliği ile hesaplanarak BET yüzey alanı ve gözenek hacimleri elde edilmiştir. Adsorpsiyon-desorpsiyon ölçümleri esnasında komplekslerin gözenek çapları ve boyut değerleri de alınabilmiştir. Çizelge 1. Komplekslerin adsorpladıkları N2 gaz hacimleri ve yüzey alanları Kompleks Ortalama Hacim (cc/g) Yüzey Alanı (m 2 /g) çap(nm) L 1Sm 2.6 39.6894 90.339 L 1Ce 2.8 24.6093 52.266 L 1W 2.8 8.4955 18.540 L 1Mo 2.8 5.6460 11.927 L 1Sn 2.8 4.7276 10.136 Hidrojen (H 2) Depolama Hidrojen depolama performansları, yüksek vakum sistemine bağlı olarak kurulmuş Micromeritics HPVA II 200 cihazı ile 298 K sıcaklığında ve 200 bar basıncında ölçülmüştür Kompleks numuneler üzerinde vakum işlemi yapmadan - 166 -
önce numune kabına 0.3-0.5 g arasında numune alınmıştır. Adsorpsiyon ölçümlerinden önce kompleks numunesi tartılıp, dakikada 0.5 K artışlarla 400 K sıcaklığına çıkarılıp 1 gece sıcaklık kontrollü vakumda bekletilerek aktive edilmiştir. 12 saat süreyle vakum altında tutulan numunelerin gözeneklerinde bulunması muhtemel adsorplanmış olan su ve diğer uçucu maddeler uzaklaştırılarak tekrar tartım alınıp aktif hale getirilen gözenekli katıların kütlesi belirlenmiştir. (Şekil 3.24). Depolanan maksimum hidrojen gazı ağırlıkça % olarak alınmıştır. Şekil 7. 4,5-İmidazol-dikarboksilik asit komplekslerinin H2 depolama çalışmaları BULGULAR VE TARTIŞMA Tez kapsamında yapılan çalışmaların sonuçları; Ligandların metal komplekslerinin sentezi ve yapı karakterizasyonları Komplekslerin gaz (N2 ve H2)depolamadaki performanslarının belirlenmesi olmak üzere iki ana başlıkta aşağıda sunulmuştur. Ligandların Metal Komplekslerinin Sentezi ve Yapı Karakterizasyonları Tez kapsamında sentezlenen metal komplekslerinin karakterizasyonunda; Elementel analiz, FT-IR, 1 H-NMR, LC-MS, ICP-MS ve DTA/TG gibi analitik ve spektroskopik yöntemlerden yararlanılarak komplekslerin yapıları aydınlatılmıştır. Sentezlenen bileşiklerin yapısal karakterizasyonuna ait değerlendirmeler aşağıda maddeler halinde verilmiştir. 4,5-Imidazol Dikarboksilik Asit Ligandının Metal Komplekslerinin Sentezi ve Karekterizasyonları 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandı ile geçiş metallerinden olan Tungsten (W 6+ ) ve Molibden (Mo 3+ ), lantanit grubundan Seryum (Ce 3+ ) ve Samaryum (Sm 3+ ), A grubu metaliolarak kalay (Sn 4+ ) tuzları kullanılarak beş tane kompleksin sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen komplekslerin yapıları incelendiğinde; elementel analiz verilerinde elde edilen deneysel sonuçlar teorik sonuçlarla uyum içerisinde bulunmuştur. FT-IR spektrumlarında kompleksleşmenin olduğunu gösteren en önemli bulgular; ligandın spektrumundaki 3171 cm -1 deki karakteristik N-H pikinin komplekslerin FT-IR spektrumunda kaybolması, onun yerine 3200-3500 cm -1 deki - 167 -
O-H yayvan pikinin görülmesidir. Ayrıca, ligandın 1578 ve 1532 cm -1 deki C=O piklerinin, komplekslerin spektrumunda 1564-1546 araliklarına kayma göstermesi metalin, ligandın amin ve karbonil grubundan bağlandığıni desteklemektedir. (Çizelge 1). Çizelge1. 4,5-Imidazol dikarboksilik asit komplekslerinin elementel analiz ve FT-IR dataları Kompleks Elementel Analiz (%) FT-IR data/cm -1 Karbon Hidrojen Azot ῡ ῡ ῡ ῡ ῡ (O-H) (C=O) (M-O) (M-N) (M-Cl) L 1 38.47 2.58 17.95 3171 (N-H), 1578-1532 (C=O) L 1Sm 17.29 1.48 8.25-16.94 1.92 7.68 3336 1565 651 526 L 1Ce 19.17 0.97 8.94 3200 1557 648 521-18.59 1.59 8.13-3500 L 1W 12.91 0.91 6.03 3217 1646 639 514 426 13.58 1.24 6.25 L 1Mo 15.80 1.59 7.37 3200 1563 631 521 435 16.63 1.37 7.43-3500 L 1Sn 15.25 0.97 7.30 3200 1557 622 510 433 14.95 1.23 6.72-3500 96 94 92 90 %T 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 - L1 - L1Ce - L1Sm - L1Mo - L1W - L1Sn 400 0 350 0 300 0 250 0 200 0 Wav enumbers ( cm- 1) Şekil 8. 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandı ile sentezlenen tüm metal komplekslerin FT-IR spektrumları Ayrıca 1 H-NMR spektrumunda kondenzasyonu ve kondenzasyonun tamamlandığını gösteren bulgu 13 ppm de amine (H-N) ait singlet pikin civarında 150 0-168 - 100 0 500
gözlenmesi gereken amin protonlarına ait piklerin kaybolmasıdır. 1 H-NMR spektrumunda gözlenen diğer pikler ise; 12 ppm civarında singlet olarak gözlenen OH pikleri, 8-7 ppm aralığında gözlenen aromatik imidazol halkasındaki protonlara ait piklerdir. LC-MS spektrumunda da moleküler iyon pikleri beklendiği gibi önerilen yapıların molekül ağırlıklarını göstermektedir. Komplekslerin Gaz Depolama Özelliklerinin İncelenmesi Azot Gazı (N 2) Adsorpsiyonu ve Desorpsiyonu Azot gazı ile yapılan adsorpsiyon ölçümlerinde, Mikro-mezo-makro gözenek boyut analizi için azot adsorpsiyon yöntemi kullanılarak elde edilen tüm komplekslerin gözenek çapları ve gözenek boyutları Çizelge 2de verilmiştir. Çizelge 2. Komplekslerin gözenek çapları ve gözenek hacimleri Adsorbant Ortalama gözenek çapı (nm) Toplam gözenek hacmi (cc/g) Gözenek hacimleri (cc/g) Mikro Mezo L 1Sm 2.6 0.610 0.06 0.550 L 1Ce 2.8 0.380 0.01 0.370 L 1W 2.8 0.130 0.01 0.120 L 1Mo 2.8 0.087 0.01 0.077 L 1Sn 2.8 0.073 0.01 0.063 Çizelge 2 de görüldüğü gibi komplekslerin ortalama gözenek çapı The International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC uluslararası sınıflandırmaya göre 2 50 nm arasındadır. Bu değer komplekslerin genel olarak gözenek boyutunun mezo gözenekli olduğunu göstermektedir(collins, 1972).. Sonuç olarak; yüzey alanında yapının ortalama gözenek çapı oldukça etkili olmaktadır. 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandı (L1) ile sentezlenen kompleksler içinde L1Sm gözenek çapı en küçük olandır.gaz adsorpsiyonugerçekleşirken gaz önce en küçük gözeneklerde depo olmaktadır. Gaz desorpsiyonugerçekleşirken de gaz önce en küçük gözeneklerde desorbe olmaktadır. Dolayısıyla, gözenek çapı küçük olduğu için gazın temas edeceği duvar sayısı artacağından en büyük yüzey alanı da L1Sm da görülmektedir. Gözenek çapının küçük olmasının yanı sıra lantanit grubu metallerin kompleksleri diğer komplekslere göre koordinasyon sayısının fazla olması, komplekslerin yüzey alanını arttıran bir diğer önemli etken olmaktadır. Ayrıca, fiziksel adsorpsiyon, adsorplayıcı ile adsorplanan arasındaki van der Waals etkileşiminden dolayi temas yüzeyi arttıkça etkileşim de artmaktadır. Dolayısıyla L1Sm nin 90.339 m 2 /g gibi oldukça yüksek yüzey alanına sahip olması gaz adsorpsiyon özelliğini de arttırmıştır (39.6894 cc/g). Hidrojen (H 2) Gazı Depolama Sentez ürünlerinin azot gazı ile gaz adsorpsiyon çalışmalarına pozitif cevap vermesinden sonra, oda sıcaklığında ve 200 bar basıncında maksimum hidrojen - 169 -
adsorpsiyon çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Lantanit grubu metalleri diğer metallere göre komplekslerinin gözenek çapları küçük ve yüzey alanları da daha yüksek sonuçlanmıştır. 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandı (L1) ile sentezlenen komplekslerin gaz depolama aktiviteleri incelendiğinde, özellikle L1Sm, gözenek çapı küçük (2.6 nm) olduğu için adsorbe edilen gazın temas ettiği duvar sayısı arttığından 90.339 m 2 /g gibi oldukça yüksek yüzey alanına sahip olması gaz depolama özelliğini de arttırmıştır. 4,5-İmidazol dikarboksilik asitin (L1) farklı karakterdeki metal komplekslerinin depolama çalışmalarında lantanit grubu metallerinin oluşturduğu kompleksler diğerleri ile karşılaştırıldığında oldukça yüksek sonuçlar göstermiştir (L1Sm= 334 cc/g, ağırlıkça % 2.85). SONUÇLAR VE ÖNERİLER Çalışma kapsamında ilk aşamada, 4,5-Imidazol dikarboksilik asit ligandı ile Seryum (III) klorür (CeCl3), Samaryum(III) klorür (SmCl3), Molibden(III) klorür (MoCl3), Tungsten(VI) oksiklorür (WOCl4) ve Kalay (IV) klorür (SnCl4) un tuzları kullanılarak özgün nitelikte beş farklı metal kompleksin sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen tüm bileşiklerin yapıları elementel analiz, FT-IR, 1 H-NMR, LC-MS, ICP-MS vedta/tg gibi spektroskopik yöntemler kullanılarak aydınlatılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, öncelikle, gözenekli katıların ve tozların yüzey alanlarını ölçmek için kullanılan metotların çoğu adsorpsiyon ölçümüne bağlı olduğu için sentezlenen komplekslerin gözenek boyutları tayin edildi. Komplekslerin çoğunlukla mezo gözenekli yapılar olduğunun anlaşılması üzerine gaz adsorpsiyon kapasitelerini incelemek amacıyla N2 ve H2 gazlarının depolama miktarları da analiz edilmiştir. Sonuçlar sentezlenen gözenekli komplekslerin hidrojen depolama performansına sahip yapılar olduğunu göstermesi sadece hidrojen değil, CO2 ve diğer gazları da absorplayabilir özellikte olduğu da düşünülebilir. Hava kirliliği ve sera etkisi gösteren gazların temizlenmesinde MOF yapıları kullanılabilir. MOF yapısı içinde kafes denilen molküller arası gözeneklere zararlı gaz moleküllerini de hapsetmek mümkün olabilmektedir. Ayrıca, farklı metal iyonları, farklı organik bağlayıcılar farklı yöntemler kullanılarak metal organik iskelet yapıları geliştirilebilir ve bunların hidrojen depolama performansları da daha iyiye çekilebilir. Bu çalışma, günümüz temiz ve taşınabilir hidrojen enerjisi problemlerine çözüm olabilecek en büyük problemlerden olan güvenli depolama için MOF ların uygun olduğunu göstermektedir. KAYNAKLAR COLLINS, G.L., JAMESON, G.J. 1972. Colloid and Surface Chemistry Pure App. Chem., 31, 578. HFCIT, 2004. Hydrogen Production and Delivery. Photolytic, U.S. Department of Energy. - 170 -
IBRAHIM, H., ILINCA, A., PERRON, J., 2008, Energy storage systems- Characteristics and Comparisons. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(5):1221 1250. MORI W., SATO T., OHMURA T., KATO C. N., TAKEI T., 2005, Journal of Solid State Chemistry 178, 2555 2573. MORI W., TAKAMIZAWA S., NAKAMURA A., UEYAMA N., YAMAGUCHI K. (Eds.), 2002. Organometallic Conjugation, Kodansha Springer, Tokyo, p. 179. - 171 -