Một trong những ứng dụng quan trọng của chất bỏn dẫn là xỳc tỏc quang húa, ở đú chất rắn biến đổi ỏnh sỏng thành năng lượng húa học. Ứng dụng phổ biến nhất là oxy húa phõn hủy cỏc chất hữu cơ ở pha khớ hay pha lỏng. IUPAC đề nghị rằng hoạt tớnh quang húa phõn hủy chất hữu cơ bởi nhiều vật liệu khỏc nhau nờn được qui chuẩn sử dụng mức độ phõn hủy phenol để so sỏnh [151]. Bằng cỏch chiếu tia bức xạ qua một ống thủy tinh pyrex dung dịch chứa chất xỳc tỏc quang húa và phenol, phenol sẽ chuyển húa về hydroquinon, catechol, một phần tạo thành CO2 và nước.
Hỡnh 1.17 trỡnh bày khả năng phõn hủy quang húa phenol trờn cỏc xỳc tỏc quang húa MOF-5, P25 TiO2 và ZnO. Kết quả cho thấy MOF-5 cú khả năng làm xỳc tỏc quang húa mạnh trong phản ứng oxy húa phenol.
Hỡnh 1.17. Đồ thị chuyển húa của phenol trờn nguyờn tử kim loại trong MOF-5
(hỡnh tam giỏc), trong P25 TiO2 (hỡnh vuụng), trong ZnO (hỡnh trũn) [12]
Ngoài những nghiờn cứu oxy húa cỏc chất ụ nhiễm, một hướng khỏc cũng được nghiờn cứu để phỏt triển xỳc tỏc quang húa cho phản ứng tổng hợp hữu cơ. Gascon và cộng sự [46] đó dựng MOFs làm chất oxy húa hữu hiệu propylen thành axeton và axit propionic như Hỡnh 1.18. Về phương diện này, xỳc tỏc quang húa là một phương thức hữu hiệu để hoạt húa cỏc phõn tử oxy và cú thể là một kỹ thuật thay thế cho oxy húa xỳc tỏc trong khụng khớ.
Hỡnh 1.18. Oxy húa bằng phản ứng quang xỳc tỏc propylen thành axeton và axit propionic dựng MOF làm chất xỳc tỏc quang
Một trong những điều kiện tiờn quyết cho việc sử dụng chất rắn làm xỳc tỏc quang húa là độ bền của nú dưới tỏc dụng của ỏnh sỏng. Cỏc vật liệu MOFs thường kộm bền nhiệt so với zeolit. Trong trường hợp MOF-5 người ta đó chiếu đốn thủy ngõn trong 5 giờ nhưng khụng cú sự thay đổi đỏng kể về mặt cấu trỳc trong giới hạn nghiờn cứu bằng tia X [151].
Theo sự hiểu biết của chỳng tụi cỏc nghiờn cứu về quang xỳc tỏc của vật liệu MOFs chưa nhiều, đa số tập trung vào nghiờn cứu vật liệu MOFs cú ion kim
loại Zn2+
, nghiờn cứu về ứng dụng quang xỳc tỏc của vật liệu MIL-101(Cr) cú tõm kim loại crom cũn rất hạn chế. Trong luận ỏn, chỳng tụi sẽ tiến hành khai thỏc tiềm năng ứng dụng cũn khỏ mới này của MIL-101(Cr).
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU