CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.2. Axit cacboxylic và các cacboxylat kim loại
1.2.3. Ứng dụng của các cacboxylat kim loại
Phức chất của các kim loại chuyển tiếp với axit cacboxylic nói chung đã được quan tâm nghiên cứu từ nhiều năm qua do chúng có các đặc tính q, có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quan trọng như phân tích, tách, làm giàu và làm sạch các nguyên tố, chế tạo màng siêu mỏng với nhiều đặc tính kĩ thuật tốt, chế tạo các vật liệu mới như vật liệu từ, vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao…
Trong mười năm trở lại đây, phức chất cacboxylat kim loại với cấu trúc khung kim loại – hữu cơ đang thu hút mạnh mẽ các nhà khoa học bởi những ứng dụng thiết thực và quan trọng của chúng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Với cấu trúc lỗ rỗng đặc biệt và khả năng điều hướng, chọn lọc cao trong các quá trình hóa học, các phức chất này là những vật liệu vơ cùng thích hợp cho việc lưu trữ nhiên liệu [12, 16] và làm chất xúc tác cho các phản ứng [8, 9, 31].
Phức chất với cấu trúc khung kim loại – hữu cơ được xây dựng bởi cầu nối là các phối tử hữu cơ cồng kềnh, chiếm các khoảng trống khơng gian, do đó chúng thường có khả năng tạo độ xốp vĩnh viễn giống như các vật liệu zeolit. Độ xốp của các hợp chất này đã được khảo sát từ những năm 1990, tuy nhiên cho đến năm 1999 tác giả [15] là người đầu tiên tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và đo được khả năng hấp phụ khí của phức chất Zn4O(BDC)3.(DMF)8(C6H5Cl) (H2BDC: Axit 1,4- benzenđicacboxylic ; DMF : N,N’-đimetylformamid). Phức chất này cho phép hấp phụ khí tốt nhờ có 61% độ rỗng của phân tử và có diện tích bề mặt lớn (2320m2/g). Giá trị này cao hơn đáng kể so với các loại vật liệu khác như zeolit hay than hoạt tính… Năm 2010, tác giả [13] đã tổng hợp thành công phức chất (Zn4O)3(BTE)4(BPDC)3 (BTE : 4,4’,4’’-(benzen-1,3,5-triyl-tris(ethyn-2,1- diyl))tribenzoat; H2BPDC : Axit biphenyl-4,4’-đicacboxylic) có độ rỗng lên đến 90% và diện tích bề mặt lên tới 6240m2/g. Gần đây, khả năng lưu trữ và tách khí của các vật liệu có cấu trúc khung kim loại – hữu cơ ngày càng được nghiên cứu nhiều hơn. Các vật liệu này làm tăng hiệu suất tách các khí độc như CO2, SO2,… từ khí thải; ứng dụng trong q trình làm sạch và lưu trữ nguồn nước…[12].
Các phức chất có cấu trúc khung kim loại – hữu cơ cũng được ứng dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực xúc tác. Chúng là những chất xúc tác rắn hiệu quả để điều hướng và tăng hiệu suất của các phản ứng hữu cơ pha lỏng. Tác giả [9] đã khảo sát khả năng xúc tác của một số phức chất: Cu(2-pymo)2 (2-pymo: 2- hydroxypyrimidinolat), Cu(im)2 (im : imidazolate) cho phản ứng giữa benzyl azid và phenylaxetylen. Sự có mặt của phức chất Cu(2-pymo)2 dẫn đến sự chuyển hóa hồn toàn benzyl azid trong dung môi etanol ở 70 trong bốn giờ, tạo thành sản phẩm duy nhất là 1,4-triazol. Điều đáng chú ý là chất xúc tác này sau sáu chu trình sử dụng liên tiếp nhưng khả năng hoạt động vẫn không bị thay đổi. Phức chất Cu(im)2 cũng có khả năng làm xúc tác cho phản ứng trên đạt hiệu suất 99% chỉ trong một giờ.
Bên cạnh đó, các phức chất của đất hiếm cịn có nhiều ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực quang phổ như : thiết bị quang điện, đèn laser, tia catốt và điôt phát
quang [12, 19]. Tác giả [28] đã tổng hợp và nghiên cứu khả năng ứng dụng của các
phức chất [Eu2(TDC)3(CH3OH)2.(CH3OH)],
[Yb2(TDC)3(DMF)(H2O).(CH3CH2OH)], [Tb2(TDC)3(H2O)4] (TDC : Axit thiophen-2,5-đicacboxylic ; DMF : N,N’-đimetylformamid) để chế tạo các thiết bị xét nghiệm sinh học trong y học.
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM