4,4'-(4-amino-4H-1,2,4-triatsoli-3,5-diyyli)dibentsoehappopohjaiset metalliorgaaniset verkkorakenteet ja hiilidioksidin suora talteenotto ilmasta
Tekijät
Päivämäärä
2022Tekijänoikeudet
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Ilmakehän kasvavan hiilidioksidipitoisuuden aiheuttama ilmastonmuutos on yksi nykyajan suurimmista globaaleista uhista, ja sen hillitsemiseksi on tehtävä huomattavia ja välittömiä muutoksia, joilla pystytään vähentämään ihmisen aiheuttamia kasvihuonekaasupäästöjä. Hiilidioksidia (CO2) otetaan nykypäivänä runsaasti talteen erilaisista pistelähteistä, kuten esimerkiksi suurista tehtaista ja energiantuotantolaitoksista, mutta tämä ei yksinään riitä laskemaan jo kohonnutta ilmakehän CO2-pitoisuutta riittävästi, vaan sen lisäksi tarvitaan myös hiilidioksidin suoraa talteenottoa ilmasta (Direct air capture, DAC). Talteen otetusta CO2:sta on mahdollista valmistaa polttoaineita, kuten esimerkiksi metanolia, tai se voidaan säilöä syvälle maanalaisiin varastoihin tai meren pohjaan. Yksi potentiaalisista DAC-olosuhteissa tehtävään talteenottoon käytettävistä sorbenttivaihtoehdoista ovat metalliorgaaniset verkkorakenteet (Metal-organic framework, MOF).
MOF:it ovat nimensä mukaisesti metalli-ioneista tai klustereista sekä niitä yhdistävistä orgaanisista ligandeista koostuvia verkkorakenteita, joilla on usein mielenkiintoisia ominaisuuksia kuten suuri huokoisuus ja ominaispinta-ala. Lisäksi niiden sisältämät ligandit ovat usein muokattavissa postsynteettisesti orgaanisen kemian keinoin. MOF:ien valmistukseen käytetään tyypillisesti paljon energiaa vaativia solvotermisiä reaktioita, mutta nykyään on kehitetty myös vaihtoehtoisia synteesimenetelmiä, joilla synteesin energiatehokkuutta voidaan parantaa. Lisäksi uusilla menetelmillä on mahdollista valmistaa MOF:eja ilman ympäristölle haitallisia orgaanisia liuottimia. MOF:it ovat usein jauhemaisia, joten teollisen mittakaavan käyttöä varten niistä tulee valmistaa suurempia kappaleita, kuten esimerkiksi kalvoja tai pellettejä.
Tutkielman kokeellisessa osassa valmistettiin uusia kirjallisuudesta löytyneeseen 4,4'-(4-amino-4H-1,2,4-triatsoli-3,5-diyyli)dibentsoehappoon (dbatH2) pohjautuvia MOF-rakenteita, joiden rakennetta ja CO2-adsorptio-ominaisuuksia karakterisoitiin. Ligandin huonon liukoisuuden vuoksi siitä valmistettiin natriumsuola (dbatNa2), jonka avulla ligandista saatiin vesiliukoinen. Natriumsuolan avulla onnistuttiin tuottamaan kolmea erilaista karakterisointikelpoista sinkkiä sisältävää MOF-rakennetta, joista yksi sisälsi kahta eri ligandia. Termogravimetristen sorptiomittausten perusteella kokeellisessa osuudessa tutkittujen MOF-rakenteiden CO2-talteenottokapasiteetit jäivät melko marginaalisiksi (< 1 mmol/g), mutta toisaalta tutkimusten aikana havaittu ligandin ja MOF:ien fluoresenssi voi mahdollistaa niille muita käyttökohteita.
...
Metadata
Näytä kaikki kuvailutiedotKokoelmat
- Pro gradu -tutkielmat [29041]
Samankaltainen aineisto
Näytetään aineistoja, joilla on samankaltainen nimeke tai asiasanat.
-
Metalliorgaanisiin verkkorakenteisiin perustuva hiilidioksidin suoraan ilmasta talteenotto ja konversio
Karjalainen, Emma (2022)Tämän luonnontieteiden kandidaatin tutkielman kirjallinen osuus käsittelee metalliorgaanisia verkkorakenteita ja niiden käyttöä hiilidioksidin talteenotossa ja muuntamisessa arvokkaammiksi aineiksi. Kirjallisuuskatsauksessa ... -
Hiilidioksidin suoraan ilmasta talteenotto amino-triatsoli ligandeihin pohjautuvilla metalliorgaanisilla verkkorakenteilla
Marttinen, Antti (2021)Metalliorgaanisiin verkkorakenteisiin (engl. metal-organic framework; MOF) liittyvä tutkimus on kasvanut viime vuosina merkittävästi niin kansainvälisellä kuin kansallisellakin tasolla. Yhdistekohtaisesti MOF-materiaaleilla ... -
Metalliorgaaniset huokosmateriaalit ja hiilidioksidin talteenotto
Nieminen, Lauri (2020)Pro gradu –tutkielman aiheena ovat metalliorgaaniset verkkorakenteet (metal-organic frameworks, MOFs) ja niiden käyttömahdollisuudet hiilidioksidin talteenotossa. Tutkielman kirjallisessa osassa käsitellään yleisesti ... -
Hiilidioksidin sähkökemiallinen pelkistäminen hiilipinnalle kovalenttisesti kiinnitetyillä siirtymämetallikatalyyteillä
Kortelahti, Iida (2024)Pro gradu -tutkielman kirjallisessa osassa tarkasteltiin siirtymämetallikeskeisiä hiilidioksidin pelkistämiseen käytettäviä katalyyttejä keskittyen erityisesti kobolttiporfyriineihin sekä renium- ja rutenium-2,2’-bipyrid ... -
Uusiutuvat energiat : hiilidioksidin hyödyntäminen ja kuivamädätys
Kutuniva, Johanna (Kokkolan yliopistokeskus Chydenius, 2012)Tämän julkaisun ensimmäisessä osassa selvitetään erilaisia mahdollisuuksia hyödyntää bio- ja puukaasun ohella muodostuvaa hiilidioksidia ja erityisesti sen hyötykäyttöä kasvihuoneympäristössä. Toisessa osassa käsitellään ...
Ellei toisin mainittu, julkisesti saatavilla olevia JYX-metatietoja (poislukien tiivistelmät) saa vapaasti uudelleenkäyttää CC0-lisenssillä.