Co2 Adsorpsiyonu için Akrilik Elyaf Üzerine Cu-btc ve Zıf-8 Metal-organik Çerçevelerin Biriktirilmesi

Abstract

Dünyadaki sanayileşmenin hızla artması nedeniyle atmosferdeki CO2 konsantrasyonu artmaktadır. Atmosferdeki CO2 konsantrasyonunun artışından kaynaklanan çevresel etkileri azaltmak için çeşitli yöntemler üzerinde çalışılmaktadır. Adsorpsiyon, gaz yakalama için önemli yöntemlerden biridir. Bu çalışmada, Cu-BTC ve ZIF-8 olmak üzere iki tür metal-organik çerçeve sentezlenmiş ve CO2 adsorpsiyon davranışını araştırmak için akrilik kumaş üzerine tabakalar halinde biriktirilmiştir. Bu çalışmadaki amaç, akrilik kumaşlara Cu-BTC ve ZIF-8 biriktirmek ve CO2 adsorpsiyon kapasitelerini belirlemektir. Cu-BTC ve ZIF-8, katman-katman stratejisi kullanılarak akrilik kumaşlara ve hidrolize akrilik kumaşlara biriktirilmiştir. Cu-BTC ve ZIF-8'in akrilik kumaşlara başarılı bir şekilde biriktirilip biriktirilmediğini araştırmak için karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. XRD, SEM, FT-IR, ATR-IR analizleri sonucunda, Cu-BTC ve ZIF-8 akrilik kumaşa başarıyla biriktirildiği görülmüştür. MOF yüklenme mekanizmasını araştırmak için, hidrolizasyon prosedürü ile ve hidrolizasyon prosedürü olmadan akrilik kumaş üzerinde 5 ve 10 katman-katman döngüleri incelenmiştir. Hidrolize akrilik kumaşlar, saf akrilik kumaşlardan daha yüksek CO2 adsorpsiyon kapasitesi göstermiştir çünkü hidrolize akrilik yüzeylerde daha fazla karboksil grubu görülmüştür. Ayrıca, Cu-BTC ve ZIF-8 biriktirilmiş akrilik kumaşın adsorpsiyon kapasitesi, katman-katman döngü sayılarının artmasıyla artmıştır. CO2 adsorpsiyon sonuçları, Cu-BTC biriktirilmiş akrilik kumaşın ZIF-8 biriktirilmiş akrilik kumaştan daha yüksek CO2 adsorpsiyon kapasitesi olduğunu göstermiştir.

CO2 concentration in the atmosphere is rising due to the rapid growth of industrialization in the world. Various methods are being studied to reduce the environmental effects resulting from the increase in CO2 concentration in the atmosphere. Adsorption is one of the frequently used techniques for gas capture. In this study, two types of metal-organic frameworks, which are Cu-BTC and ZIF-8, were synthesized and deposited on acrylic fabric substrates to determine the CO2 adsorption behavior of the materials. The purpose of this study is to deposit Cu-BTC and ZIF-8 on acrylic fabrics and determine their CO2 adsorption capacity. Cu-BTC and ZIF-8 were deposited on acrylic fabrics and hydrolyzed acrylic fabrics by using a layer-by-layer strategy. Characterization studies were carried out to determine whether Cu-BTC and ZIF-8 were deposited in acrylic fabrics successfully or not. As a result of XRD, SEM, FT-IR, and ATR-IR analysis, Cu-BTC and ZIF-8 were deposited on acrylic fabric successfully. 5 and 10 layer-by-layer cycles on acrylic fabric with and without hydrolyzation procedure were investigated to determine the MOF loading mechanism. Hydrolyzed acrylic fabrics showed higher CO2 adsorption capacity than pristine acrylic fabrics because there are more carboxyl groups on hydrolyzed acrylic surfaces. Also, the adsorption capacity of Cu-BTC and ZIF-8 deposited acrylic fabric was increased by increasing the layer-by-layer cycle numbers. CO2 adsorption results indicated that Cu-BTC deposited acrylic fabric showed higher CO2 adsorption capacity than ZIF-8 deposited acrylic fabric substrates.