2.2.1.1 Tổng hợp vật liệu Cu(BDC)
Vật liệu khung cơ kim Cu(BDC) được tổng hợp theo phương pháp nhiệt dung môi trên cơ sở điều chỉnh lại một số yếu tố từ quy trình cơ bản của nhóm tác giả Carson đã đề nghị [52]. Hỗn hợp bao gồm H2BDC (H2BDC = 1,4-benzenedicarboxylic acid; 0.332 g, 2 mmol), và Cu(NO3)2.3H2O (0.4235 g, 1.75 mmol) được hòa tan trong 45 ml dung môi DMF (N,N’-dimethyl formamide). Sau đó, dung dịch được phân phối đều trong 6 chai bi được đậy kín nắp, và được giữ liên tục trong 48 giờ tại nhiệt độ 130oC. Sau thời gian phản ứng trên, sản phẩm rắn được tách ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp lắng gạn. Sau đó, các tinh thể này được rửa mỗi ngày với 10 ml dung môi DMF, và liên tục trong 3 ngày. Kế tiếp, sản phẩm tiếp tục được trao đổi dung môi mỗi ngày với 10 ml CH2Cl2, liên tục trong 3 ngày. Cuối cùng, vật liệu sẽ được hoạt hóa tại nhiệt độ 160oC trong 6 giờ, dưới điều kiện chân không. Kết quả thu được 0,308 gam Cu(BDC) là tinh thể màu xanh sẫm (hiệu suất đạt được là 77% tính theo Cu(NO3)2).
2.2.1.2 Tổng hợp vật liệu Cu2(BDC)2(DABCO)
Tương tự, vật liệu MOF Cu2(BDC)2(DABCO) cũng được tổng hợp bằng pháp nhiệt dung môi dựa trên quy trình mà nhóm giáo sư Mori đã công bố trước đây [53], 80 ml dung môi DMF được dung để hoàn tan hoàn toàn hỗn hợp bao gồm 1,4- benzenedicarboxylic acid (H2BDC; 0,51 gam; 3,1 mmol), 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO; 0,19 gam; 1,67 mmol) và Cu(NO3)2.3H2O (0,8 gam; 3,3 mmol). Dung dịch, sau đó, được rót đều vào 4 chai bi lớn được đậy kín nắp, và được giữ tại nhiệt độ 120oC trong vòng 48 giờ. Sau đó, sản phẩm rắn được làm nguội tới nhiệt độ phòng và tách ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp lắng gạn. Sản phẩm này được rửa với DMF (3 lần, 10 ml/lần/chai). Sản phẩm tiếp tục được trao đổi dung môi với methanol (3 lần, 10 ml/lần/chai), rồi được hoạt hoá ở 140 oC trong 6 giờ dưới điều kiện chân không. Kết quả thu được 0,57 gam Cu2(BDC)2(DABCO) là tinh thể màu xanh sáng (hiệu suất đạt được là 66% tính theo 1,4-benzenedicarboxylic acid).
17
2.2.1.3 Phương pháp phân tích xác định đặc tính vật liệu MOF
Hấp phụ vật lý để xác định bề mặt riêng và phân bố lỗ xốp của xúc tác, được thực hiện trên máy Micromeritics ASAP 2020. Các mẫu được hoạt hoá trước trong chân không ở 150oC trong 3 giờ, rồi tiến hành hấp phụ nitrogen ở 77K, dưới áp suất thấp.
Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) được tiến hành trên máy Netzsch Thermoanalyzer STA 409 với tốc độ gia nhiệt 10oC/phút từ nhiệt độ phòng lên 800oC trong điều kiện khí trơ.
Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) được tiến hành trên máy D8 Advance Bruker nhiễu xạ tia X dạng bột, với nguồn phát là Cu K.
Phân tích nguyên tố được tiến hành bằng phương pháp phổ hấp thu nguyên tử (AAS) đo được trên máy AA-6800 Shimadzu.
Phổ hồng ngoại (FT-IR) được thực hiện trên máy Nicolet 6700, với mẫu được nén viên KBr.
Các kết quả kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) lần lượt thu được khi đo trên máy S4800 Scanning Electron Microscope và JEOL JEM 1400 Transmission Electron Microscope.