Cu(II) Ve Ni(II) Metal-Organik Bileşiklerin Hidrojen Depolama Özellikleri Deneysel ve Moleküler Simulasyon Çalışmaları

Alternatif depolayıcılar geliştirme amacıyla yeni metal-organik bileşikler sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve hidrojen depolama özellikleri belirlenmiştir. Öncelikle, bileşikler sentezlenmiş ve sonra, termal, FTIR, katı-UV ve toz-XRD deneysel analiz teknikleri kullanılarak moleküler yapıları karakterize edilmiştir. Daha sonra, kristal yapıları teorik hesaplamalarla çözümlenmiştir. Sonuç olarak, bileşiklerin simule edilmiş hidrojen depolama performansları 77 K ve 1 bar basınçta kütlece % 1’in altındayken aynı sıcaklık ve 100 bar basınçta kütlece % 3.62 ve 0.64’tür. Sonuç olarak, inorganik bileşiklerin kristal yapıları aynı zamanda teorik ve deneysel olarak belirlenmiş, sonrasında hidrojen depolama yetenekleri araştırılmıştır.

Combined Experimental and Molecular Simulation Study on The Hydrogen Storage Properties of Cu(II) and Ni(II) MetalOrganic Compounds

For the purpose of investigating alternative adsorbents, new metal-organic compounds were synthesized, characterized and examined for their hydrogen storage capabilities. First, the compounds were synthesized and then the molecular structures of the compounds were determined experimentally by using thermal, FT-IR, solid-UV and powder-XRD analysis. Then, the crystal structures were solved using theoretical calculations. At last, the simulated maximum hydrogen storage capacities of the compounds were 3.62 and 0.64 wt. % at 77 K and 100 bars, while the numbers less than 0.1 wt. % for 1 bar and same temperature. In brief, crystal structures of inorganic compounds are determined with combined experimental and computational techniques, then, hydrogen storage abilities are investigated.

___

  • 1 J. Lee, O.K. Farha, J. Roberts, K.A. Scheidt, S.T. Nguyen and J.T. Hupp, Metal–organic framework materials as catalysts, Chem. Soc. Rev., 38 (2009) 1450-1459.
  • 2 P.L. Feng, J.L. Perry, S. Nikodemski, B.W. Jacobs, S.T. Meek and M.D. Allendorf, Assessing the purity of metal− organic frameworks using photoluminescence: MOF5, ZnO quantum dots, and framework decomposition, J. Am. Chem. Soc., 132 (2010) 15487-15489.
  • 3 Y. Fu, D. Su, Y. Chen, R. Huang, Z. Ding, X. Fu, Z. Li, An amine-functionalized titanium metal–organic framework photocatalyst with visible-light-induced activity for CO2 reduction, Angew. Chem., 14 (2012) 3364–3367.
  • 4 J.R. Li, R.J. Kuppler, H.C. Zhou, Selective gas adsorption and separation in metal–organic frameworks, Chem. Soc. Rev., 38 (2009) 1477-1504.
  • 5 M. Sabo, A. Henschel, H. Fröde, E. Klemm, K. Stefan, Solution infiltration of palladium into MOF-5: synthesis, physisorption and catalytic properties, J. Mater. Chem., 17 (2007) 3827-3832.
  • 6 K.S. Park, Z. Ni, A.P. Cote, J.Y. Choi, R. Huang, F.J. Urbe-Rom, H.K. Chae, M. O’Keeffe, O.M. Yaghi, Exceptional chemical and thermal stability of zeolitic imidazolate frameworks, PNAS, 103 (2006) 10186- 10191.
  • 7 N. Wasio, R.C. Quardokus, R.P. Forrest, C.S. Lent, S.A. Corcelli, J.A. Christie, K.W. Henderson, A.S. Kandel, Self-assembly of hydrogen-bonded two-dimensional quasicrystals, Nature, 507 (2013) 86-89.
  • 8 H. Chen, S.L. Lin, A combined experiment and molecular dynamics simulation study on the influence of the crosslinking on the crystallization of comb fluorinated acrylate copolymers, J Mater Sci., 49 (2014) 986-993.
  • 9 R. Kitaura, F. Iwahori, R. Matsuda, S. Kitagawa, Y. Kubota, M. Takata, T.C. Kobayashi, Rational design and crystal structure determination of a 3-D metal− organic jungle-gym-like open framework, Inorg. Chem., 43 (2004) 6522-6524.
  • 10 Y. Zhao, Y.H. Kim, A.C. Dillion, M.J. Heben, S.B. Zhang, Hydrogen storage in novel organometallic buckyballs, Phys. Rev. Lett., 94 (2005) 155504.
  • 11 P.F. Weck, T.J. Dhilip Kumar, E. Kim, N. Balakrishan, Computational study of hydrogen storage in organometallic compounds, J. Chem. Phys., 126 (2007) 94703-1-97703-6.
  • 12 D. Rao, R. Lu, C. Xiao, E. Kan, K. Deng, Lithium-doped MOF impregnated with lithium-coated fullerenes: A hydrogen storage route for high gravimetric and volumetric uptakes at ambient temperatures, Chem. Commun., 47 (2011) 7698-7700.
  • 13 B.R. Bruccoleri, R.E. Olafson, B.D. States, D.J. Swaminathan, S. Karplus, M.Charmm, CHARMM: A program for macromolecular energy, minimization, and dynamics calculations, J. Comput. Chem., 4 (1983) 187-217.
  • 14 M.A. Neumann, X-Cell: a novel indexing algorithm for routine tasks and difficult cases, J. Appl. Cryst., 36 (2003) 356-365.
  • 15 C. Lee, W. Yang, R.G. Parr, Development of the ColleSalvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density, Phys. Rev. B, 37 (1988) 785.
  • 16 F. Sanchez-Bajo, F.L. Cumbrera, The use of the pseudo-voigt function in the variance method of X-ray line-broadening analysis, J. Appl. Cryst., 30 (1997) 427-430.
  • 17 W.K. Hastings, Monte Carlo sampling methods using Markov chains and their applications, Biometrika, 57 (1969) 97-109.
  • 18 K. Nakamoto, Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds (fifth Ed.), New York: Wiley Interscience, (1984) 59-62.
  • 19 D.A. Kose, H. Necefoglu, H. Icbudak, Synthesis and characterization of N,N-Diethylnicotinamideacetylsalicylato complexes of Co(II), Ni(II), Cu(II), and Zn(II), J. Coord. Chem., 61 (2008) 3508-3515.
  • 20 D.A. Kose, H. Necefoglu, Synthesis and characterization of bis(nicotinamide) m-hydroxybenzoate complexes of Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II), J. Therm. Anal. Calorimetry, 93 (2008) 509-514.
  • 21 T.N. Blanton, M. Rajeswaran, P.W. Stephens, D.R. Whitcomb, S.T. Misture, J.A. Kaduk, Crystal structure determination of the silver carboxylate dimer [Ag(O2C22H43)]2, silver behenate, using powder X-ray diffraction methods, Powder Diffraction, 26 (2011) 313-320.
  • 22 M. Tasner, B. Prugovecki, Z. Soldin, S. Prugovecki, L. Rukavina, D. Matkovic-Calogvic, Synthesis and characterization of oxomolybdenum(V) dinuclear complexes with b-alanine, l-serine and dl-isoleucine, Polyhedron, 52 (2013) 268-276.
  • 23 L. Pan, M.B. Sander, X. Huang, J. Li, M. Smith, E. Bittner, B. Bockrath, J.K. Johnson, Microporous metal organic materials: promising candidates as sorbents for hydrogen storage, J. Am. Chem. Society, 126 (2004) 1308-1309.
  • 24 M. Dinca, A.F. Yu, J.R. Long, Microporous metal-organic frameworks incorporating 1,4-benzeneditetrazolate: synthesis, structures, and hydrogen storage properties, J. Am. Chem. Society, 128 (2006) 8904- 8913.
  • 25 Y. Li, L. Xie, R. Yang, X. Li, Favorable hydrogen storage properties of M(HBTC)(4,4 -bipy)•3DMF (M = Ni and Co), Inorg. Chem., 47 (2008) 10372-10377.
Hacettepe Journal of Biology and Chemistry-Cover
  • ISSN: 2687-475X
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1972
  • Yayıncı: Hacettepe Üniversitesi, Fen Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Ab İnitio Yöntemler Kullanılarak Sudaki Arjinin ve Glutamik Asitin Termofiziksel Özellikleri Üzerine Bir Çalışma

Farhoush KİANİ, Azam YOUSEFİ, Fardad KOOHYAR

Türkiye için Yeni Puccinia (Pucciniales, Basidiomycota) Kayıtları

Şükrü Karakuş, Birol Mutlu, Şanlı Kabaktepe

Coğrafik ve İklimsel Faktörler Açısından Nosema apis ve Nosema ceranae’nın Tespiti ve Karşılaştırması

Erkay ÖZGÖR, Elif GÜZERİN, Nevin KESKİN

24693 Türk Erkeğinde 16 Yıl Süresince Semen Kalitesindeki Değişim

İsmet ÇOK, Gamze KARABABA, M.hakan ŞATIROĞLU, Ayça Çakmak PEHLİVANLI, Gülşen GÖNEY, Uğur ÇİFTÇİ

Pseudomonas aeruginosa Suşlarında Beta-Laktam, Aminoglikozid ve Siprofloksasin Grubu Antibiyotiklere Karşı Direncin Belirlenmesi

Sezen Bilen ÖZYÜREK, Işıl Seyis BİLKAY

Klinik Kaynaklı Escherichia coli Suşlarında Biyofilm Oluşumunun Araştırılması

Nermin Hande AVCIOĞLU, Gülcan ŞAHAL, Işıl Seyis BİLKAY

Türkiye’nin Farklı Bölgelerinden Toplanan Propolis Örneklerinin Coğrafik Bölge Bazında Kimyasal Olarak Sınıflandırılması

Ömür Gençay ÇELEMLİ

24693 Türk Erkeğinde 16 Yıl Süresince (1995-2011) Semen Kalitesindeki Değişim

M. Hakan Şatıroğlu, Uğur Çiftçi, İsmet Çok, Gamze Karababa, Ayça Çakmak Pehlivanlı, Gülşen Göney

Cu II Ve Ni II Metal-Organik Bileşiklerin Hidrojen Depolama Özellikleri Deneysel ve Moleküler Simulasyon Çalışmaları

Zeynel ÖZTÜRK, Göksel ÖZKAN, Dursun Ali KOSE, Abdurrahim ASAN

Cu(II) Ve Ni(II) Metal-Organik Bileşiklerin Hidrojen Depolama Özellikleri Deneysel ve Moleküler Simulasyon Çalışmaları

Göksel Özkan, Dursun Ali Köse, Abdurrahman Asan, Zeynel Öztürk