NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU KIM LOẠI HỮU CƠ (MOFs) CÓ DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG LỚN

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH 

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC 

 

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU KIM LOẠI HỮU CƠ 

(MOFs) CÓ DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG LỚN 

Ngành học: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC 

Niên khóa: 2005 – 2009 

Lớp: DH05HH 

Sinh viên thực hiện: NGÔ THÁI THANH 

Tháng 08/2009

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH 

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC 

 

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU KIM LOẠI HỮU CƠ 

(MOFs) CÓ DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG LỚN 

Giáo viên hƣớng dẫn 

KS.PHẠM QUỲNH THÁI SƠN 

Sinh viên thực hiện: 

NGÔ THÁI THANH

LỜI CẢM TẠ 

“Không gì diễn tả đƣợc lòng biết ơn bởi tình thƣơng yêu và sự quan tâm mà ba 

mẹ, chú bác đã dành trọn cho con. 

Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy K.S. Phạm Quỳnh Thái Sơn đã tận tình 

chỉ dẫn và luôn theo sát, động viên em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt 

nghiệp. 

Gởi lời cảm ơn chân thành đến, các thầy cô ở phòng thí nghiệm hóa của Bộ 

môn Công nghệ hóa học Trƣờng Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp 

đỡ và luôn tạo cảm giác thoải mái để em có thể thực hiện tốt đề tài. 

Sẽ không quên các thầy cô ở Bộ môn Công nghệ hóa học, Trƣờng Đại học 

Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho em 

trong quá trình thực hiện đề tài. 

Luôn nhớ đến các bạn lớp DH05HH, những ngƣời bạn luôn bên cạnh khi khó 

khăn đến với tôi.” 

TP. Hồ Chí Minh, tháng 9/2009 

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT 

daykemquynhonbusiness@gmail.com 

Ngô Thái Thanh 

i

TÓM TẮT 

Dƣới sự hƣớng dẫn của KS. Phạm Quỳnh Thái Sơn, đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu 

tổng hợp vật liệu kim loại hữu cơ(mofs) có diện tích bề mặt riêng lớn “ đã đƣợc sinh 

viên Ngô Thái Thanh thực hiện từ tháng 3/2009 đến tháng 8/2009 tại phòng thí nghiệm 

I4 thuộc Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trƣờng Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh. 

Mục đích đề tài: 

- Nghiên cứu các đặc điểm, tính chất,và các ứng dụng của vật liệu MOFs. 

- Tổng hợp MOF-5 với các điều kiện nhiệt độ và chế độ khuấy khác nhau. 

Tiến trình thực hiện: 

- Tổng hợp MOF-5 ở nhiệt độ phòng,nhiệt độ cao,và ở nhiệt độ phòng không có chế 

độ khuấy: 

Kết quả: Xác định đƣợc thông số diện tích bề mặt riêng của MOF-5 ở các chế độ 

tổng hợp khác nhau và chọn ra đƣợc quy trình tổng hợp tối ƣu là tổng hợp MOF-5 tại 

nhiệt độ phòng có chế độ khuấy.Với diện tích bề mặt riêng là S=2278.39 m 2 /g. 

- Tiến hành chuẩn độ để xác định vận tốc phản ứng: 

Kết quả:Tìm ra đƣợc vận tốc phản ứng của phản ứng tổng hợp MOF-5.Với r=0.0253 

mol/l.s 



ii

MỤC LỤC 

LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................................. i 

MỤC LỤC ..................................................................................................................................... iii 

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................... v 

Chƣơng 1. TỔNG QUAN ............................................................................................................ 1 

1.1 VẬT LIỆU MOFs: ..................................................................................................... 1 

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển ........................................................................... 1 

1.1.2. Tính chất đặc trƣng của vật liệu MOFs :............................................................. 3 

1.1.3.Một số kết quả đã dƣợc nghiên cứu : ................................................................. 19 

1.2.NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP: ................................................................................. 21 

1.2.1. Terephthalic axit: ............................................................................................. 21 

1.2.2. Kẽm acetate : ..................................................................................................... 23 

1. 2.3.Dimethylformamide: ......................................................................................... 25 

1.2.4.Triethylamine : ................................................................................................... 27 

1.2.5.Chloroform : ............................................................................................................... 29 

Chƣơng 2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU MOFs ............................................................................. 34 

2.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH : ............................................................. 34 

2.1.1 Phƣơng pháp tổng hợp: ...................................................................................... 34 

2.1.2 Một số quy trình tổng hợp của MOFs: ............................................................... 35 

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH : ............................................... 37 

2.2.1Ảnh hƣởng của nhiệt độ : .................................................................................... 37 



2.2.2 Ảnh hƣởng của chế độ khuấy trộn: .................................................................... 38 

2.2.3.Ảnh hƣởng của dung môi : ................................................................................. 38 

Chƣơng 3. KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG............................................................... 39 

3.1 BẬC PHẨN ỨNG: ................................................................................................... 39 

3.1.1 Khái niệm: .......................................................................................................... 39 

3.1.2 Phƣơng pháp xác định bậc phản ứng: ................................................................ 39 

3.2 VẬN TỐC PHẢN ỨNG:.................................................................................................. 40 

3.2.1.Khái niệm: .......................................................................................................... 40 

3.2.2.Các yếu tố ảnh hƣởng đến vận tốc phản ứng: .................................................... 40 

iii

3.3 HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG: ....................................................................................... 41 

3.4 CÁCH BỐ TRÍ THI NGHIỆM:................................................................................ 41 

3.4.1.Khảo sát sự ảnh hƣởng của nhiệt độ: ................................................................. 41 

3.4.2.Khảo sát sự ảnh hƣởng của chế độ khuấy: ......................................................... 42 

Chƣơng 4. THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 43 

4.1.THIẾT BỊ: ................................................................................................................. 43 

Thiết bị quét hình ảnh hiển vi của tinh thể SEM(Scanning electron microscope) ............ 43 

4.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ........................................................................... 43 

4.2.1.Phƣơng pháp chung: ........................................................................................... 43 

4.2.2.Xác định diện tích bề mặt riêng (BET): ............................................................. 44 

4.2.3 Phƣơng pháp chuẩn độ để xác định vận tốc phản ứng: ...................................... 46 

Chƣơng 5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – BÀN LUẬN ....................................................... 48 

5.1.KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM: ................................................................................... 48 

5.1.1.Kết quả chuẩn độ: ............................................................................................... 48 

5.1.2.Hiệu suất phản ứng và diện tích bề mặt riêng: ................................................... 50 

5.2.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ: ..................................................................................... 51 

5.2.1.Kết luận: ............................................................................................................. 51 

5.2.2.Đề nghị: .............................................................................................................. 51 



iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG 

Bảng 1.1: một số loại acid dung trong tổng hợp MOFs ....................................................... 4 

Bảng 1.2: một số loại MOFs đã đƣợc tổng hợp. .................................................................. 6 

1.1.2.2.1 MOF-5: ............................................................................................................... 11 

1.2.2.2 MOF-177: ............................................................................................................... 12 

1.1.2.2.3.MOF-199: ............................................................................................................ 13 

1.1.2.2.4.MOF-74: .............................................................................................................. 14 

1.1.2.3.1.Khái quát chung: .................................................................................................. 14 

Bảng 1.3: Khả năng Hút thấm bề mặt của MOF-n(n=2-5) ................................................ 19 

Bảng 1.4: Dữ liệu hút thấm bề mặt của những khung hữu cơ kim loại đƣợc đo đẳng áp 

tại 77K ................................................................................................................................ 20 

Bảng 1.5: Sự so sánh tính xốp của một số loại MOF: ........................................................ 20 

Bảng 1.6: Terephthalic axit: ............................................................................................... 21 

Bảng 1.7: Kẽm acetate ........................................................................................................ 23 

Bảng 1.8: tên gọi, và các tính chất của Dimethylforamide ................................................ 25 

Bảng 1.9: Tên gọi và các tính chất của Triethylamine ....................................................... 27 

Bảng 1.10: Tên gọi và các tính chất của chloroform .......................................................... 29 

Bảng 1.11 : tên gọi, đặc điểm cấu trúc và các tính chất của kẽm nitrate ........................... 32 

Bảng 3.1: bố trí thí nghiệm đối với 3 mẫu ở những điều kiện khác nhau: ......................... 42 

Bảng 5.1:thể tích của NaOH chuẩn độ thay đổi theo thời gian .......................................... 48 



Bảng 5.2: Kết quả của chuẩn độ ......................................................................................... 49 

Bảng 5.3: Kết quả đo đạt phân tích .................................................................................... 50 

v

DANH SÁCH CÁC HÌNH 

Hình 1.1: Một số loại MOF quan trọng : a) MOF-5, b) MOF-177, c) MOF-74 , d) 

MOF-199. ........................................................................................................................... 11 

Hình 1.2: A.Khung MOF-5.Các phân tử Zn 4 O đƣợc nối lại với nhau bởi dây nối 

benzendicarboxylate tạo thành khung hình lập phƣơng.Hình cầu màu vàng thể hiện thể 

tích chiếm chỗ lớn nhất,có đƣờng kính 18.5A o ,tiếp xúc với 72 C. ................................... 12 

Hình 1.3: A.Khung MOF-177 ........................................................................................... 12 

Hình 1.4:A.Khung MOF-199 ............................................................................................. 13 

Hình 1.5: A.Khung MOF-74 .............................................................................................. 14 

Hinh 1.6: Cấu trúc MOF-5 và địa thế học của nó. ............................................................. 16 

Hình 1.7: Hình ảnh những SBU từ carboxylate trong MOF.O ....................................... 17 

Hình 1.8: Tóm lƣợc mối quan hệ cấu trúc của các bó Zn-O-C SBUs giữa các bó oxuyt 

kim loại riêng biệt. .............................................................................................................. 18 

Hình 1.9: chloroform ỏ trạng thái lỏng trong ống nghiệm. ............................................... 30 

Hình 2.1: Hình ảnh PXRD của MOF-5.(đƣờng đỏ,xanh,đen tƣơng ứng MOF-5 tổng 

hợp ở nhiệt độ cao,phòng,và mẫu chuẩn.càng gần đƣờng chuẩn thì mẫu càng tinh 

khiết) ................................................................................................................................... 37 

Hình 5.1: Biểu dồ chuẩn độ theo sự thay đổi số mol của acid terephthalic. ...................... 49 



vi

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT 

ADB 

ATC 

BDC 

BET 

BPDC 

BTB 

BTC 

DHBDC 

DMF 

DOE 

MOFs 

NDC 

PXRD 

R 6 -BDC 

SBUs 

SEM 

TEA 

TEM 

TPDC 

1,4-Azodibenzoate 

1,3,5,7-adamantanetetracarboxylic acid 

Bennedicacboxylate 

Brunauer-Emmett-Teller 

4,4-biphenyldicarboxylic acid 

Benzenetribenzoic acid 

Benzenetricacboxylate 

2,5-Dihydroxyterephtalic acid 

Dimethylfomamide 

Department of Energy 

Metal organic frameworks 

Naphthalene-2,6-dicarboxylate acid 

Powder X-Ray Diffraction 

Acid 1,2-Dihydrocyclobutylbezene-3,6-dicarboxylate 



Secondary building units. 

Scanning electron microscope 

Trethylamine 

Transmission electron microscopy 

Terphenyldicarboxylic acid 

vii

Chƣơng 1 

TỔNG QUAN 

1.1 VẬT LIỆU MOFs: 

1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 

Những chiếc xe ô tô chạy bằng năng lƣợng hydrô thay xăng đang ngày càng trở 

thành hiện thực, khi các nhà nghiên cứu ở trƣờng Đại học Columbia (UCLA) và 

Michigan đã tiến hành lƣu trữ một cách hiệu quả những khối lƣợng đáng kể nhiên liệu 

hydrô trong một vật liệu mới đặc biệt. Nghiên cứu mới mang tính đột phá này cũng chỉ 

ra rằng các thiết bị điện tử nhƣ máy tính xách tay và điện thoại di động cũng có thể tận 

dụng đƣợc phƣơng pháp tích trữ hyđrô kiểu mới này. 

Một trong những cản trở lớn trong việc phát triển các pin hyđrô trên thực tế để 

cung cấp năng lƣợng cho xe ô tô và các thiết bị khác là sự khó khăn trong việc tích trữ 

và vận chuyển những khối lƣợng hyđrô lớn ở nhiệt độ và áp xuất vừa an toàn và hiệu 

quả. Omar Yaghi, một giáo sƣ hóa chất ở trƣờng Đại học UCLA đặt ra câu hỏi, thử 

thách là làm cách nào cất giữ đủ lƣợng hyđrô để một chiếc xe ô tô có thể chạy trong 

quãng đƣờng 300 đến 400 mét mà không phải tiếp nhiên liệu? Ta phải nén lƣợng 

hyđrô này thành một khối lƣợng nhỏ mà không sử dụng tới áp suất cao hay nhiệt độ 

cực thấp. 

Bộ Năng lƣợng Mỹ cho rằng hydrô để làm năng lƣợng cho xe ô tô phải đạt mật 

độ cô đặc ít nhất 6,5% mới có thể cung cấp năng lƣợng đƣợc. Trong nghiên cứu của 

nhóm, Yaghi đã đạt đƣợc một mức cô đặc đầy ấn tƣợng là 7,5%. Ông giải thích, ý 

tƣởng của nhóm là nhằm tạo ra một vật liệu có các “lỗ chân lông” hút hyđô, khiến cho 

1 


daykemquynhonbusiness@gmail.com

nó có thể chứa đƣợc nhiều phân tử hyđô vào trong một khối lƣợng nhỏ. Mặc dù mức 

độ nén chặt này mới chỉ có thể đạt đƣợc ở nhiệt độ thấp (77 Kelvin), nhƣng nó tốt gấp 

3 lần so với bất kỳ thử nghiệm nào trƣớc đó. Yaghi cho biết, nhóm đã đạt đƣợc mức 

hyđô 7,5%, hiện giờ, nhóm muốn đạt đƣợc mức phần trăm này ở nhiệt độ thƣờng (từ 

0-45 o C). Thành phần chủ chốt của thành công của nhóm nghiên cứu là một nhóm vật 

liệu tƣơng đối mới có tên gọi là các Khung kim loại hữu cơ (MOFs - metal-organic 

frameworks), có thể tối đa hóa một diện tích bề mặt tích trữ đã có lên rất nhiều. Một 

điều đáng ngạc nhiên nữa, đó là một gram MOF có diện tích bề mặt bằng một sân 

bóng đá.Yaghi cho biết, nhóm nghiên cứu đã có một lớp các vật liệu có thể thay đổi 

các thành phần gần nhau theo ý muốn. Không có một lớp vật liệu nào khác có thể thực 

hiện đƣợc việc này. Khám phá đầy thú vị mà nhóm ghi nhận đƣợc là, sử dụng một vật 

liệu mới, nhóm đã xác định đƣợc một cách thức rõ dàng về việc làm thế nào để có thể 

có đƣợc khoảng 7% khối lƣợng của vật liệu đó là hyđô. 

Chính Yaghi là ngƣời khám phá ra phát minh về cấu trúc giàn giống nhƣ các cấu 

trúc MOF vào đầu những năm thập niên 90 của thế kỷ trƣớc. Thƣờng đƣợc mô tả là 

cao su xốp tinh thể cao, MOF đƣợc cấu tạo từ vô vàn lỗ cỡ nano khiến cho chúng cực 

kỳ hữu dụng trong việc tích trữ khí nông độ cao. Yaghi cho biết, nhóm có thể tích trữ 

thêm rất nhiều hyđrô bằng vật liệu MOF hơn khi không có MOF. 

Các tính chất dễ uốn của MOF cũng có nghĩa là có thể thao tác chúng để làm phù 

hợp với bất cứ số lƣợng cấu trúc và ứng dụng nào. Cho tới nay, phòng thí nghiệm của 

Yaghi đã tạo ra hơn 500 dạng MOF khác nhau. Ông giải thích, MOF sẽ có rất nhiều 

ứng dụng. Các phân tử có thể đi vào và ra các vật liệu này mà không bị cản trở. Nhóm 

nghiên cứu của Yaghi có thể chế tạo ra các polymer bên trong các lỗ có các đặc tính 

dự đoán đƣợc và xác định đƣợc. Không có giới hạn về cấu trúc có thể tạo đƣợc cũng 

nhƣ là về các ứng dụng. 



Dù có có một số cách thức nghiên cứu đƣợc đề ra trƣớc khi MOF đƣợc sử dụng 

để sản xuất các pin năng lƣợng hyđô cho xe ô tô, máy tính xách tay và điện thoại di 

động, nhƣng tƣơng lai của công trình nghiên cứu của Yaghi là hoàn toàn sáng sủa. 

Ông cho biết, một thập kỷ trƣớc, con ngƣời cho rằng không thể tích trữ đƣợc mêtan, 

vấn đề này đã đƣợc giải quyết phần lớn là nhờ các vật liệu MOF. Nhóm nghiên cứu 

2

của ông có các vật liệu vƣợt quá tiêu chuẩn đối với mêtan của DOE và nhóm cho rằng 

họ có thể áp dụng cùng dạng cách thức đó đối với việc tích trữ hyđô. 

Một lợi thế khác nữa là MOF có thể đƣợc chế tạo từ các vật liệu có sẵn và rẻ, ví 

dụ nhƣ ôxit kẽm và terephthalate (đƣợc sử dụng trong chất chống nắng và chai nhựa). 

Yaghi cho biết MOF cũng có thể tích trữ một số lƣợng lớn cácbon điôxit, vì vậy chúng 

cũng có thể có ứng dụng trong việc hấp thụ phát thải CO2 từ ngành công nghiệp và 

khói xe ô tô. 

N. P.A. (theo Science agogo, 7/3/2006) 

1.1.2. Tính chất đặc trƣng của vật liệu MOFs : 

1.1.2.1 Cấu trúc hóa học 

Thực chất MOFs là một loại muối đƣợc sinh ra từ phản ứng giữa acid hữu cơ 

(ligands _phối tử) và muối kim loại để tạo thành muối mới và acid mới. trong đó các 

acid đóng vai trò các thanh liên kết tâm kim loại. 



3

1.1.2.1.1 Một số loại muối và acid hữu cơ dùng trong tổng hợp MOFs: 

-Các loại Acid: 

Bảng 1.1: một số loại acid dung trong tổng hợp MOFs 

Tên 

thƣờng 

thông 

Tên IUPAC Công thức hóa học Công thức cấu tạo 

Bidentate Carboxylics 

Oxalic acid 

Malonic acid 

Succinic acid 

Glutaric acid 

Phthalic acid 

Isophthalic 

ethanedioic 

HOOC-COOH 

acid 

propanedioic 

acid 

butanedioic 

acid 

pentanedioic 

acid 

dicarboxylic 

acid 

o-phthalic acid 

dicarboxylic 

acid acid 

m-phthalic acid 

HOOC-(CH 2 )-COOH 

HOOC-(CH 2 ) 2 -COOH 

HOOC-(CH 2 ) 3 -COOH 

C 6 H 4 (COOH) 2 



C 6 H 4 (COOH) 2 

Terephthalic 

acid 

benzene-1,2- 

benzene-1,3- 

benzene-1,4- 

dicarboxylic 

acid 

p-phthalic acid 

C 6 H 4 (COOH) 2 

Tridentate Carboxylates 

4

Citric Acid 

(HOOC)CH 2 C(OH)(C 

OOH)CH 2 (COOH) 

Trimesic acid 

2-Hydroxy- 

1,2,3- 

propanetricarbo 

xylic acid 

Benzene-1,3,5- 

tricarboxylic 

acid 

1,2,3-Triazole 1H-1,2,3- 

triazole 

pyrrodiazole 

Squaric acid 

triazole 

1H-1,2,4- 

3,4-Dihydroxy- 

3-cyclobutene- 

1,2-dione 

C 9 H 6 O 6 

Imidizoles 

C 2 H 3 N 3 

C 2 H 3 N 3 



C 4 H 2 O 4 

-Các loại muối: 

Mg(NO 3 ) 2. 6H 2 O(mof -1) 

Zn(NO 3 ) 2 .6H2O(mof-2,mof-8) 

Zn(OAc)2.2H2O(mof-3,mof-5,mof-74,mof-177) 

Tb(NO 3 ) 3 .5H 2 O(mof-9) 

Cu(NO 3 ) 2 ..5H 2 O(mof-11,mof-23) 

5

Fe 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O(mof-51,mof-53,mof-54) 

Pb(II) nitrate(mof-70) 

Cu(OAc) 2 .H 2 O(mof-199) 

1.1.2.1.2 Một số loại MOFs đã đƣợc tổng hợp: 

Bảng 1.2: một số loại MOFs đã đƣợc tổng hợp. 

Bề mặt 

STT MOF 

Công thức hóa 

học 

Mg 2 (BTC)(CH 3- 

1 MOF -1 COO)(C 4 H 9 NO) 

2 MOF -2 

3 MOF -3 

4 MOF -5 

3.H 2 O 

Hóa chất dùng 

tổng hợp 

1,3,5-Benzene 

riêng Tài liệu 

(m 2 /g) theo 

Langmuir 

trích dẫn 

tricarboxylate 

acid,Mg(NO 3 ) 2. 6 965 4 

H 2 O,Dimethylac 

etamide(DMA). 

2-alinilo-5- 

bromo 

bromoterephthali 

Zn(BDC).(DMF 

c acid, 

).( H 2 O) 

Zn(NO 3 ) 2 .6H 2 O, 

270 3 

diethylformamid 

e. 

Terephthalic 

Zn 3 (BDC) 3 .6CH acid, 

3OH Zn(OAc) 2 .2H 2 O, 

140 3 

methylic. 

Terephthalic acid 

,triethylamine, 

ZN 4 O(BDC) 3 .(D 

dung môi DMF. 

MF) 8 .C 6 H 5 Cl 

Zn(OAc) 2 .2H 2 O , 

2900 3 

CHCl 3 

6 



5 MOF -8 Zn 4 O(NDC) 3 acid,Zn(NO 3 ) 2 .6 

Naphthalene-2,6- 

dicarboxylate 

6 MOF -9 

Tb 2 (ADB) 3 .[(C 

H 3 ) 2 SO] 4 .16[(C 

H 3 ) 2 SO] 

7 MOF -11 Cu 2 (ATC).6H 2 O 

8 MOF -14 

Cu 3 (BTB) 2 (H2O 

)3z(DMF) 9 (H 2 O 

) 2 

H 2 O, dung môi 

DEF, CHCl 3 . 

Azodibenzoate(3 

2mg,0.12mmol), 

Tb(NO 3 ) 3 .5H 2 O( 

35mg,0.08mmol) 

,dimethylsulfoxi 

de(DMSO)(10ml 

) 

adamantanetetrac 

arboxylic 

acid,Cu(NO 3 ) 2 ..5 

H 2 O. 

1,4- 

1,3,5,7- 

4,49,40-benzene- 

1,3,5-triyltribenzoic 



acid (H3BTB), 

copper(II) 

nitrate, N,N9- 

dimethylformami 

de (DMF). 

1466 4 

120 3 

560 3 

1502 5 

9 MOF -23 

2,7-Naphthalene- 

Cu 24 (2,7- 

(H 2 O) 16 .(DEF) 20 dicarboxylate(0.0 

NDC) 24 .(DEF) 8 . 2-6- 

760 tính 

theo BET 

14 

7

10 MOF -51 

11 MOF -53 

.(EtOH) 4 (H 2 O) 14 181g,0.084mmol 

),Cu(NO 3 ) 2 .2.5H 

2O(0.019g,0.082 

mmol),DEF/ethal 

nol=1.5:0.5ml. 

Fe 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O( 

0.2g,0.5mmol),4, 

[NH 2 (CH 3 ) 2 ] 8 [F 

O 4 (SO 4 ) 12 (BPD 

C) 6 (py) 12 ].G 

[NH 2 (CH 3 ) 2 ] 8 [F 

e- 

12O 4 (SO 4 ) 12 (TP 

DC) 6 (py) 12 ].G 

[NH 2 (CH 3 ) 2 ] 8 [F 

12 MOF -54 

e- 

12O 4 (SO 4 ) 12 (BT 

B) 4 (py) 12 ].G 

4- 

biphenyldicarbox 

ylic 

acid(H 2 BPDC)(0 

.12g,0.5mmol),D 

MF(50ml), 

TEA(130µl). 

Fe 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O( 

0.19g,0.47mmol) 

e 12- 

,4,4’- 

terphenyldicarbo 

xylic 

acid(H 2 TPDC)(0. 

15g,0.47mmol), 

DMF(15ml),pyri 

dine(15ml),TEA( 

130µl). 

Fe 2 (SO 4 ) 3 .xH 2 O 

(0.06g,0.15mmol 

),1,3,5-tris(4- 

carboxylphenyl)b 

enzene(H 3 BTB)( 

0.044g,0.1mmol) 



480 13 

387 13 

424 13 

8

14 MOF -74 

Zn 2 (DHBDC)(D 

MF) 2 .(H 2 O) 2 

mg, 0.181 mmol) 

Dung môi DMF 

(1 mL) 

ethanol (9 mL) 

Triethylamine 

(0.4 mL) 

Pb(1,4- 

13 MOF -70 BDC)(C 2 H 5 OH) 

‚(C 2 H 5 OH) 

,DMF/Pyridine(1 

:1),TEA(150µl). 

Pb(II) nitrate (60 

mg, 0.181 mmol) 

1,4- 

benzenedicarbox 

ylic acid 

(H2BDC) (30 

2,5- 

Dihydroxytereph 

talic acid, 

Zn(OAc)2.2H2O 


de (DMF). 

methanol . 



16 

1132 4 

15 MOF -177 ZN 4 O(BTB) 2 

Benzenetribenzoi 

c acid 

Zn(OAc)2.2H2O 

, dung môi DEF, 

CHCl3 (HPLC 

grade). 

4526 4 

16 MOF -199 Cu 2 (BTC) 2 

Benzenetricarbox 

ylate 

1264 Theo 

BET 

8 

9

17 MOF -500 

[(Fe 3 O) 4 (SO- 

4) 12 (BPDC) 6- 

(BPE) 6 ] 8- 

.8[NH 2 (CH 3 ) 2 )] + 

.13H 2 O 

18 

19 

20 

MOF - 

508a 

IRMOF-6 

acid,Cu(OAc) 2 .H 

2O,DMF/EtOH/ 

H 2 O,Triethylami 

ne,CH 2 Cl 2. 

Acid 4,4’- 

biphenyldicarbox 

ylate,Fe 2 (SO- 

4) 3 ,Dimethylform 

amide,triethylam 

ine. 

2274 13 

Benzenedicarbox 

ylate acid, 

Zn(OAc)2.2H2O 

Zn(BDC)(4,4’- 

,4,4- 

bipy) 0.5 .DMF.(H 

946 5 

bipyridine,dung 

2O) 0.5 

môi 


Zn 4 O(R 6 -BDC) 3 

O) 21 

de. 

Acid 1,2- 

Dihydrocyclobut 

2630 

ylbezene-3,6- 

15 

dicarboxylate, 

Zn(OAc)2.2H2O 

4,4’,4’’-tris(N,N- 

bis(4- 



Zn 4 O(TTA)(DM carboxylphenyl)- 

MODF-1 

740 

A) 2 .(DMA) 3 (H 2 amino)triphenyla 

17 

mine(H 6 TTA),Zn 

(NO 3 ) 2 .6H 2 O,D 

MA/EtOH/H 2 

10

1.1.2.2 Cấu trúc tinh thể: 

Ở đây chỉ trình bày một số loại Mof có vai trò quan trọng đƣợc tổng hợp đơn 

giản và đạt hiêụ quả cao nhƣ: MOF-5, MOF-177,MOF-74 và MOF199. (hình 

1.1).Những MOF này đƣợc lựa chọn bởi vì chúng đại diện cho những vật liệu MOF 

có những thuộc tính cần thiết nhƣ tính xốp (MOF-5 và MOF-177),kích thƣớc lỗ hấp 

thụ lớn (MOF-74) và trong cấu trúc hình học có những vị trí kim loại thoáng nhƣ 

(MOF-199).Những thuộc tính đó đều liên quan đến dung lƣợng tối đa để lƣu trữ các 

loại khí H 2 và Mêtan. 

Hình 1.1: Một số loại MOF quan trọng : a) MOF-5, b) MOF-177, c) MOF-74 , d) 

MOF-199. 

1.1.2.2.1 MOF-5: 

CTPT:ZN 4 O(BDC) 3 .(DMF) 8 .C 6 H 5 Cl 

MOF-5 trƣớc đấy đƣợc mô tả vào năm 1999, gồm có những phân tử ZN 4 O 

đƣợc nối với nhau bởi dây nối 1,4-benzenedicarboxylate tuyến tính(thẳng) tạo thành 

một mạng lập phƣơng isoreticular MOFs(gồm các khối lập phƣơng liên kết với nhau 

tao thành mạng lƣới tinh thể),Một số loại MOF khác đƣợc xây dựng từ mạng lập 

phƣơng giống MOF-5, đã đuợc tổng hợp, và giới thiệu vào năm 2002. 

Trong MOF-5 (hình 1.2),phân tử Zn 4 O là đơn vị chứa bốn phân tử ZnO với 

đỉnh chung là oxy ,liên kết với 6 phân tử CO 2 ,tạo thành Zn 4 O(CO 2 ) 6 đƣợc bó liên kết 

bởi terephthalate. 



11

A 

Hình 1.2: A.Khung MOF-5.Các phân tử Zn 4 O đƣợc nối lại với nhau bởi dây nối 

benzendicarboxylate tạo thành khung hình lập phƣơng.Hình cầu màu vàng thể hiện thể 

tích chiếm chỗ lớn nhất,có đƣờng kính 18.5A o ,tiếp xúc với 72 C. 

B. Bó octahedral kẽm axetat(Zn 4 O(CO 2 ) 6 ). Zn:xanh,C:đen,O:đỏ 

1.2.2.2 MOF-177: 



B 

CTPT: Zn 4 O(BTB) 2 (BTB=Benzene-1,3,5 tribenzotae) 

A 

B 

Hình 1.3: A.Khung MOF-177 

B.Bó octahedral kẽm axetat(Zn 4 O(CO 2 ) 6 ).(Giống MOF-5) 

12

MOF-177 là một loại tinh thể không màu, đƣợc tạo ra bằng cách thay đổi cấu 

trúc của các hợp chất chứa kim loại và các phân tử hữu cơ. Không gian mênh mông 

bên trong các tinh thể này là kết quả của việc sử dụng phân tử hữu cơ có tên gọi 1,3,5 

benzentribenzoate.So với cấu trúc của phân tử MOF-5 thì phân tử MOF-177 chỉ khác 

ở dây nối hữu cơ này.Ngoài ra trong một phân tử MOF-5 một SBU vô cơ liên kết với 3 

SBU hữu cơ,thì trong MOF-177 chỉ kiên kết với hai SBU hữu cơ.Đƣờng kính lớn nhất 

của lỗ hấp thụ(hình cầu màu vàng) ở MOF-177 là 11.8 A o . 

1.1.2.2.3.MOF-199: 

CTPT: Cu 2 (BTC) 2 , BTC= Benzenetricarboxylate 

A 

B 

Hình 1.4:A.Khung MOF-199 

B.Bó Cu 2 (CO 2 ) 4 .Cu:xanh,O:đỏ,C:đen 

Khác với MOF-5 và MOF-177,ở MOF-199,SBUs(Cu 2 (CO 2 ) 4 ) vô cơ đƣợc hình 

thành từ sự liên kết của những phân tử CO 2 với những kim loại Cu có vị trí không cố 

định.Các SBU này đƣợc bó liên kết với nhau bởi dây nối benzenetricarboxylate.Trong 

một phân tử mỗi khối vô cơ liên kết với 2 dây nối hữu cơ.Chính đặc điểm bó liên kết 

SBUs vô cơ có vị trí Cu không cố định mà ở MOF-199 đặc tính xốp không đƣợc đánh 

giá cao nhƣ ở MOF-5 và MOF-177. 



13

1.1.2.2.4. MOF-74: 

CTPT: Zn2(DHBDC)(DMF)2‚(H2O)2 

(DHBDC= Dihydroxyterephtalic acid) 

A 

Hình 1.5: A.Khung MOF-74 

B.Bó Zn 2 O 2 (CO 2 ) 2 

Cấu trúc của MOF-74 cũng có các vị trí kim loại (Zn) liên kết không cố định 

giống nhƣ MOF-199.Các bó Zn 2 O 2 (CO 2 ) 2 đƣợc liên kết dây chuyền(tuyến tính)bằng 

dây nối hữu cơ dihydroxyterephtalic acid,tạo nên khung MOF-74 có kích thƣớc lỗ hấp 

thụ rất lớn đó là một ƣu điểm lớn trong việc lƣu trữ khí hydro.Sự liên kết tuyến tính 

của các khối vô cơ khác với sự bó thành khung của các loại MOF khác chính là đặc 

điểm tạo nên ƣu điểm về kích thƣớc lỗ cho MOF-74. 

1.1.2.3 Cấu trúc xốp: 

1.1.2.3.1. Khái quát chung: 

Phép đo đẳng nhiệt về sự hút thấm bề mặt của chất khí thực hiện trên những dẫn 

xuất của bốn khung kim loại hữu cơ có đặc tính xốp(MOFn): 

MOF-2:Zn(BDC).(DMF)(H2O),(DMF=Dimethylformamide,BDC=1,4- 

Benzenedicarboxylate) 

MOF-3: Zn 3 (BDC) 3 .6CH 3 OH 

MOF-4:Zn 2 (BTC)NO 3 .(C 2 H 5 OH)5H 2 O,(BTC=1,3,5-Benzenetricarboxylate) 

MOF-5:Zn 4 O(BDC) 3 ‚(DMF) 8 C6H5Cl 

Đƣờng đẳng nhiệt hút thấm bề mặt cho tất cả các vật liệu đƣợc thực hiện bằng việc đo 

khối lƣợng tăng thêm của vật lệu khi hấp phụ khí tại áp suất cân bằng để xác định khối 

lƣợng chất khí bị hấp phụ.Một mẫu đã đƣợc tổng hợp và biết trƣớc khối lƣợng(khoảng 

14 



B

100-150g) đƣợc đựng trong một cái ống làm bằng thạch anh(19x17x30mm) sau đó 

mẫu đƣợc đun nóng tại áp suất 1x10 -5 Torr để loại bỏ những tạp chât và mẫu sẽ đƣợc 

hút chân không,khối lƣợng khí hấp phụ sẽ tăng lên.Điểm đẳng nhiệt sẽ đƣợc ghi lúc 

cân bằng.và các điểm này sẽ hình thành nên đƣờng đẳng nhiệt hút thấm bề mặt.(Giai 

đoạn cân bằng là giai đoạn không có sự thay đổi về khối lƣợng,và khi sự thay đổi áp 

suất dƣới 1mmTorr/phút. 

Những vật liệu MOF này đƣợc sản xuất bởi việc xây dựng những sự tƣơng tự của 

các cacboxylate kim loại bó lại.Chiến lƣợc này đã cho phép thực hiện tạo ra những 

khung kim loại có đặc tính bền và xốp nhƣ:Mẫu MOF-5 đã đƣợcc hút chân không đặc 

biệt bền trong không khí tại 300 o C,và thể tích lỗ hấp thụ chiếm 55-60% trong thể tích 

chung của tinh thể,các chỉ số này đƣợc đo bằng phƣơng pháp hút thấm bề mặt và sự 

nhiễu xạ ánh sáng đơn tinh thể. 

Những phức chất nhƣ β-M(4-Methylpyridyl) 4 (NCS) 2 ,(M=Ni 2+ 

15 

,Co 2+ ),hay 

Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 ‚xH 2 O (x=14-16),Cd(NH 3 ) 2 Ni(CN) 4 .G (G là những tạp chất nhƣ C 6 H 6 và 

C 12 H 10 ) đƣợc biết đến nhiều nhƣ những nguyên liệu có thể làm xáo trộn những phân tử 

nhỏ.Những khung kim loại còn đƣợc biết đến khi xuất hiện trong những phức hỗn hợp 

khác nhƣ Cu(I) nitrat và Cu 3 (en) 2 (CN) 4 ‚H 2 O(en=ethylenediamine),tuy nhiên sẽ không 

xảy ra quá trình hút thám bề mặt.Tuy vậy những hỗn hợp này vẫn thu hút sự quan tâm 

trong quá trình trùng hợp ở phạm vi rộng của những dây nối hữu cơ có cấu trúc lớn với 

những ion kim loại để tạo ra những khung kim loại hữu cơ (MOF)có cấu trúc mở khác 

thƣờng và cấu trúc lỗ ,hình dạng chƣa từng thấy.Tuy nhiên những khung kim loại này 



thƣờng gây khó khăn bởi chúng không có tính xốp nhƣ: tách bỏ một số chất trong 

phức chất,bị đồng nhất trong thời gian tổng hợp,hay gây ra các phản ứng trao đổi làm 

phân hủy khung.Nhƣ vậy loại nếu loại trừ đi những khía cạnh về mặt hóa học đó thì 

điều này thực sự quan trọng cho tiện ích của khung về đặc tính xốp. 

1.1.2.3.2. Các đơn vị hình thành nên khung MOFs:(SBUs) 

SBUs là những đơn vị hình thành nên khung kim loại hữu cơ,đó là những 

hình ảnh cấu trúc vững chắc của các bó oxit ki loại hay các bộ kết nối hữu cơ. 

SBU và những mối liên kết benzen là những liên kết tƣơng đối với những thực thể 

lớn và vững chắc,cấu trúc có đặc tính xốp khác thƣờng đƣợc thể hiện bởi tính hút thấm 

bề mặt của nó,cấu trúc vững chắc đƣợc thể hiện bởi sự phân tích nhiệt và sự nhiễu xạ

ánh sáng của tinh thể khi chiếu tia X trên khung hữu cơ đã đƣợc phân huỷ hoàn 

toàn.Sự vững chắc khác thƣờng của khung MOF-5 đƣợc hiểu bởi sự so sánh giữa 

khung cơ bản của nó, thể hiện đỉnh các nguyên tử.(hình 1.6.b),với cấu trúc thực tế của 

MOF-5,trong đó oxuyt kẽm bó lại tại đỉnh đó ( Hình1.6.a). 

Hinh 1.6: Cấu trúc MOF-5 và địa thế học của nó. 

Mạng cơ bản của chúng sẽ dễ phá vỡ nếu những mối liên kết đƣợc xem nhƣ là những 

mối nối bình thƣờng.Tuy nhiên trong cấu trúc MOF-5 thực tế, oxuyt kẽm bó lại thành 

một mặt cắt tứ diện đƣợc bao bọc (hình. 1.6 c).Sự kết nối của dây nối O 2 C-C 6 H 4 -CO 2 

tạo thành một sản phẩm cứng rắn đƣợc giữ cùng nhau qua lại thành những bản lề thẳng 

góc. 

Với cách tiếp cận này, đƣợc dựa vào khái niệm của những khung SBU, đã hữu 

ích trong việc hợp lý hóa những địa thế hình học của cấu trúc MOF, và quan trọng hơn 

nó đã cho phép tổng hợp và sử dụng một số lớn những khung SBU vô cơ và hữu cơ 

với việc thay đổi hình dạng của chúng. (hình.1. 7) 



16

Khối vô cơ SBU (vô cơ) Dây nối hữu cơ SBU(hữu cơ) 

Hình 1.7: Hình ảnh những SBU từ carboxylate trong MOF.O, Màu đỏ; N, Xanh lục; 

C, màu đen. Những đơn vị kim loại vô cơ oxigen polyhedra( màu xanh), và hình nhiều 

cạnh hay khối đa diện xác định bởi những nguyên tử các bon carboxylate (SBU)( đỏ). 

(SBU) hữu cơ những hình nhiều cạnh hay những khối đa diện với những bộ kết nối 

gắn liền tạo thành khối(màu xanh lục). 

Trong những trƣờng hợp này, cần xác định những điều kiện phản ứng để sản 

xuất một SBU với một hình dạng đặc biệt ở nguyên vị trí gốc điều đó có nghĩa là thêm 

một SBU hữu cơ cứng rắn sẽ đạt kết quả trong sự hình thành của một mạng tinh thể 

xác định trƣớc.Nói cách khác, với chiến lƣợc này bây giờ nó có khả năng kiểm soát 

toàn bộ số phối vị SBU vô cơ và hữu cơ , và từ đó cần xác định những mạng tinh thể 



là những tinh thể hình thành từ những hình dạng hình học khác nhau trở thành đặc biệt 

sắc sảo. 

Sự tiếp cận của chúng ta đến việc chế tạo những khung MOF linh hoạt bắt đầu 

từ những bộ kết nối bis và tris-bidentate điển hình nhƣ 1,4-benzenedicarboxylate 

(BDC) và 1.3.5-benzenetricarboxylate(BTC),là những đơn vị quan trọng hình thành 

nên những bó oxuyt kim loại vững chắc,và từ đó đóng vai trò là những đơn vị hình 

thành nên khung kim loại hữu cơ thƣờng đƣợc gọi là SBUs. 

Thật ra những cấu trúc tƣơng tự của những phân tử dinuclear,trinuclear,và 

những bó tetranuclear Zn(II) Cacboxylate(hình 8) đã liên kết với BDC và BTC để hình 

thành nên nên những khung MOFn(n=2,3,4,5). Chính những bó SBUs vững chắc đã 

17

tạo nên tính xốp khác với những vật lệu xốp vô cơ truyền thống cho khung kim loại 

MOF,đƣợc thể hiện bằng tính hút thấm bề mặt. 

Hình 1.8: Tóm lƣợc mối quan hệ cấu trúc của các bó Zn-O-C SBUs giữa các bó oxuyt 

kim loại riêng biệt. 

[Từ bên trái: 

Zn 2 (crotonate) 4 (quinolin) 2 , Zn 3 (crotonate) 6 (quinolin) 2 , 

Zn 2 (CH 3 )(carbamato) 3 (pyridine), và Zn 4 (Auntie) (Ben-zo-at) 6 ] và những cấu trúc mở 

rộng MOF(2-5). 



18

1.1.3. Một số kết quả đã dƣợc nghiên cứu : 

1.1.3.1. Tính hút thấm bề mặt: 

Bảng 1.3: Khả năng Hút thấm bề mặt của MOF-n(n=2-5) (15) 

MOF-n Chất bị hút thấm Diện tích bề mặt riêng Thể tích chất bị hút thấm 

(m2/g) 

(cm3/g) 

MOF-2 270 

N2 0.094 

CO2 0.86 

CH2Cl2 0.229 

CHCl3 0.222 

C6H6 0.22 

C6H12 0.221 

MOF-3 140 

N2 0.038 

Ar 0.036 

CO2 0.038 

CH2Cl2 0.065 

CHCl3 0.065 

CCl4 0.065 

C6H6 0.064 

C6H12 0.065 

MOF-4 



C2H5OH 0.612 

MOF-5 2900 

N2 1.04 

Ar 1.03 

CH2Cl2 0.93 

CHCl3 0.94 

CCl4 0.94 

C6H6 0.94 

C6H12 0.92 

19

Bảng 1.4: Dữ liệu hút thấm bề mặt của những khung hữu cơ kim loại đƣợc đo đẳng áp tại 

77K (4) 

Đƣờng 

kính 

lỗ(A o ) 

Vật liệu 

MOF 

1.1.3.2. Thông số bề mặt riêng: 

Diện tích 

mặt(m 2 /g) 

Thể tích 

lỗ(cm 3 /g) 

N2(mg/g) 

H2(tại 

1atm)(mg/g) 

IRMOF-1 965 13.2 

IRMOF-8 421 15 

IRMOF-11 548 16.2 

IRMOF-18 431 8.9 

IRMOF-177 1300 12.5 

Bảng 1.5: Sự so sánh tính xốp của một số loại MOF: (3) 

MOF-2 MOF-3 MOF-4 MOF-5 MOF-6 MOF-9 MOF-11 

7 8 14 12 4 8 7 

270 140 2900 127 560 

0.094 0.038 0.612 1.04 0.099 0.035 0.2 



20

1.2. NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP: (Nguồn: wiki pedia) 

1.2.1. Terephthalic axit: 

Bảng 1.6: Terephthalic axit: 

Terephthalic axit 

Tên 

khác 

Công thức phân 

tử 

Khối lƣợng mol 

Tính chất vật lý 

Benzene-1 ,4-dicarboxylic axit 

para-Phthalic axit 

TPA 

PTA 

Thuộc tính 

C 8 H 6 O 4 

166,13 g / mol 

Những tinh thể màu trắng hay bột 

Khối lƣợng riêng 1,522 g / cm ³ 

Điểm nóng 

chảy 

Điểm sôi 

Độ tan trong nƣớc 



427 ° C trong một ống kín (và bốc hơi tại 402 ° C (675 K) trong 

không khí) 

thăng hoa 

0,0017 g/100 ml ở 25 ° C 

Tính Axit (p K: a ) 

pKa1 = 3,54 tại 25 ° C 

pKa2 = 4,46 tại 25 ° C 

21

Terephthalic là axit hữu cơ có công thức C 6 H 4 (CO 2 H) 2. Chất rắn màu trắng này 

là một mặt hàng hoá chất, đƣợc sử dụng để tổng hợp polyester PET, đƣợc dùng để 

làm quần áo và chai nhựa. Khoảng một số tỷ kg đƣợc sản xuất hàng năm. Đây là một 

trong ba isomeric phthalic axit. 

Thuộc tính : 

Terephthalic axit kém tan trong nƣớc và Alcohol, khoảng 1970 hầu hết các axit 

terephthalic thô đã đƣợc chuyển đổi sang các dimethyl ester cho tinh khiết hơn. Nó bị 

tan chảy khi đốt nóng. 

Sản xuất: 

Terephthalic axit là sản phẩm của sự oxi hoá p - xylene của oxy trong không khí: 

Oxi hoá đƣợc tiến hành bằng cách sử dụng acetic acid là dung môi và xúc tác gồm 

coban và muối mangan. Sản lƣợng đƣợc xác định gần nhƣ bằng định lƣợng. Tạp chất 

nhiều nhất là 4-formylbenzoic, acid đó sẽ đƣợc loại bỏ bởi sự hydro hoá nóng. Các 

giải pháp làm nguội sau đó là cách để kết tinh terephthalic axit có độ tinh khiết cao. 

Các ứng dụng : 



Hầu nhƣ toàn bộ các axit terephthalic và dimethyl terephthalate trên thế 

giới đƣợc tiêu thụ để tổng hợp polyethylene terephthalate (PET). Thế giới năm 1970 

sản xuất đƣợc khoảng 1,75 triệu tấn.Năm 2006, trên thế giới terephthalic axit 

(PTA)tinh khiết đã vƣợt quá 30 triệu tấn. 

Trong phòng thí nghiệm nghiên cứu, axit terephthalic đã đƣợc phổ biến 

rộng rãi nhƣ một thành phần cho việc tổng hợp vật liệu kim loại-hữu cơ . 

22

1.2.2. Kẽm acetate : 

Bảng 1.7: Kẽm acetate 

Kẽm acetate 

Tên khác 

Côngthức 

phân tử 

Khối lƣợng 

mol 

Tính chất vật 

lý 


riêng 

Acetic acid, muối kẽm 

Muối kẽm (II) 

Dicarbomethoxyzinc 

Kẽm diacetate 

Thuộc tính 

C 4 H 10 O 6 Zn (dihydrate) 

219,50 g / mol (dihydrate) 

183,48 g / mol (anhydrous) 

Chất rắn màu trắng 



1,735 g / cm 3 (dihydrate) 

Nhiệt độ nóng 

chảy 

Decomposes 237 ° C 

(dihydrate loses nƣớc ở 100 ° C) 

Nhiệt độ sôi 

Độ tan trong 

nƣớc 

Tính tan 

không. 

43 g/100 ml (20 ° C, dihydrate) 

tan trong rƣợu 

23

Kẽm acetate là hợp chất hữu cơ có công thức Zn(O 2 CCH 3 ) 2 , mà thƣờng gặp là 

dihydrate Zn(O 2 CCH 3 ) 2 (H 2 O) 2. Cả hai trƣờng hợp hydrate và anhydrous đều là chất 

rắn màu trắng thƣờng đƣợc dùng trong hóa học tổng hợp và chất bổ sung trong thức 

ăn. Kẽm acetates đƣợc tổng hợp bởi các phản ứng của acetic acid với carbonate kẽm 

hoặc kẽm kim loại. 

Cấu trúc : 

Hầu hết các hỗn hợp kẽm, kẽm acetate gồm ion Zn 2+ . Các nhóm acetate có khả 

năng liên kết với ion kim loại theo một số cách thông qua hai nguyên tử oxy và một số 

liên kết của các hydrates của kẽm acetate. Anhydrous kẽm acetate là một cấu trúc 

polymeric bao gồm kẽm liên kết bốn nguyên tử oxy trong một môi trƣờng tứ diện, mỗi 

tứ diện đƣợc liên kết với các nhóm acetate. 


Chế độ ăn uống và các ứng dụng dƣợc : 

Kẽm acetate đƣợc sử dụng nhƣ là một phụ gia bổ sung trong thức ăn và trong 

lozenges dùng để chữa trị cho bệnh cảm lạnh,cúm. Kẽm acetate cũng có thể đƣợc dùng 

để chữa trị bệnh thiếu kẽm. Nó nhƣ một loại phụ gia bổ sung hằng ngày trong chế độ 

dinh dƣỡng con ngƣời đƣợc sử dụng để ngăn cản cơ thể hấp thu đồng nhƣ là một phần 

của việc chữa trị cho bệnh Wilson. Kẽm acetate cũng đƣợc dùng để kết hợp với một 

kháng sinh nhƣ erythromycin cho sản xuất các thuốc điều trị mụn. Ngoài ra kẽm 

acetate thƣờng đƣợc bán nhƣ là một chất thuốc mỡ chống ngứa. 

Ứng dụng công nghiệp : 

Công nghiệp, bao gồm các ứng dụng bảo quản gỗ, sản xuất các muối kẽm khác, 

Polymers, sản xuất của ethylene acetate. Kẽm acetate là một nguyên liệu thông qua 

một số dung dịch keo để sản xuất chất bán dẫn oxide kẽm. 



24

1.2.3. Dimethylformamide:Bảng 1.8: tên gọi, và các tính chất của Dimethylforamide 

N, N-Dimethylformamide 

Tên khác 

Công thức 

phân tử 


mol 

DMF, dimethylformide, N, N-dimethylformide, DMFA 

Thuộc tính 

C 3 H 7 NO 

73,09 g / mol 

Tính chất vật lý 

Chất lỏng không màu 

Khối lƣợng riêng 

0,944 g / cm 3, lỏng 



Nhiệt độ nóng chảy -61 ° C (212 K) 

Nhiệt độ sôi 153 ° C (426 K) 

Độ tan trong nƣớc 

Điểm bốc cháy 

Tạo pha phân cách 

58 ° C 

25

Dimethylformamide là hợp chất hữu cơ có công thức (CH 3 ) 2 NC(O)H. Thông 

thƣờng viết tắt DMF (từ viết tắt này đôi khi đƣợc sử dụng cho dimethylfuran), Đây là 

chất lỏng hữu cơ không màu ,pha trộn đƣợc trong nƣớc .DMF là dung môi cho các 

phản ứng hoá học. Dimethylformamide tinh khiết thì không mùi, trong khi mốt số 

chất khác trong dãy thì thƣờng có mùi cá mú thể hiện tính thô của dimethylamine. 

Tên của nó bắt nguồn từ thực tế là một trong các formamide, các amide của acid 

formic. 

Dimethylformamide là một dung môi phân cực có nhiệt độ sôi cao. Nó tạo điều 

kiện cho các phản ứng mà phải thực hiện theo cơ chế phân cực. Dimethylformamide 

có thể đƣợc tổng hợp từ methyl formate và dimethyl amine hoặc phản ứng của 

dimethyl amine và khí carbon monoxide. [1] Dimethylformamide không ổn định trong 

điều kiện có hytrocxyt natri hoặc axit mạnh nhƣ hydrochloric axit hoặc axit sulfuric và 

bị hydrat hoá thành axit formic và dimethylamine, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. 


Các dimethylformamide đƣợc sử dụng sơ cấp nhƣ một dung môi bay hơi với tỷ 

lệ thấp. Dimethylformamide đƣợc sử dụng trong sản xuất sợi acrylic và nhựa. Nó 

cũng đƣợc sử dụng nhƣ một dung môi trong sợi nối peptit cho dƣợc phẩm, trong sự 

phát triển và sản xuất thuốc trừ sâu, và trong sản xuất thuốc điều trị những chất dính, 

tổng hợp da , sợi, phim ảnh, và bề mặt bao bọc. 

Nó đƣợc sử dụng nhƣ một chất phản ứng trong tổng hợp andehit và trong phản 

ứng Vilsmeier-Haack, một phƣơng pháp hữu ích tạo thành aldehydes. 

DMF bôi trơn chất dẻo và làm cho nó nở ra Do đó nó là một thành phần của 

sơn strippers. 

DMF là rất có hiệu quả trong phân tách và trích ly khí carbon nanotubes(một 

dạng thù hình của cacbon), và đang đƣợc đề xuất bởi NIST cho sử dụng trong Phổ Học 

Hồng Ngoại. 

Nó cũng đƣợc sử dụng trong sản xuất các dung môi thuốc nhuộm nhƣ là một 

nguyên liệu quan trọng. Nó đƣợc tiêu thụ trong thời gian phản ứng. 

Sản xuất : 

Dimethyl formamide đƣợc sản xuất bằng phản ứng của dimethyl amine và khí 

carbon monoxide trong methanol hoặc phản ứng của methyl formate với dimethyl 

26 



amine. Nó cũng có thể đƣợc điều chế trên một quy mô của phòng thí nghiệm bằng 

dimethylamine phản ứng với axit formic. 

Tác hại: 

DMF gây ra nguy cơ bệnh ung thƣ trong con ngƣời, và đó là nguyên nhân để 

gây ra các sinh khuyết tật. Trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp phụ nữ bị 

cấm làm việc với DMF. Đối với nhiều phản ứng, nó có thể đƣợc thay thế bằng 

dimethyl sulfoxide. Theo IARC, DMF có thể là một chất gây bệnh ung thƣ mặc dù 

EPA hiện không xem xét nó là một chất có nguy cơ gây ung thƣ. 

1.2.4. Triethylamine : 

Bảng 1.9: Tên gọi và các tính chất của Triethylamine 

Tên khác 

Công thức phân tử 


Triethylamine 

N, N-diethylethanamine 

TEA 

TEN 

N, N, N-Triethylamine 

Thuộc tính 



C 6 H 15 N 

101,19 g / mol 

Khối lƣợng riêng 0,726 g / cm 3 

Nhiệt độ nóng chảy -114,7 ° C (-175 ° F) 

Nhiệt độ sôi 89,7 ° C (191,8 ° F) 

Nhiệt độ đốt 

cháy 

-15 ° C (5 ° F) 

27

Triethylamine là hợp chất hữu cơ với công thức N(CH 2 CH 3 ) 3, thƣờng viết tắt 

Et 3 N. Hay TEA, nhƣng từ viết tắt này đƣợc sử dụng cẩn thận để tránh nhầm lẫn với 

triethanolamine, mà TEA cũng là một từ viết tắt thông thƣờng. Đó là thƣờng dùng 

trong tổng hợp hữu cơ ,nó là một amine đối xứng có ba nhóm thế đơn giản nhất,là chất 

lỏng ở nhiệt độ phòng. Nó có một mùi cá mú mạnh mẽ,gợi lại mùi 

amoniac.Diisopropylethylamine đƣợc sử dụng rộng rãi là một đồng phân của 

triethylamine. 

Triethylamine thƣờng dùng trong việc tổng hợp hữu cơ nhƣ là một cơ sở, 

thƣờng nhất trong tổng hợp esters và amides từ acyl chlorides.Những phản ứng dẫn 

đến việc sản xuất hydrogen chloride đó kết hợp với triethylamine để tạo thành muối 

triethylamine hydrochloride, thƣờng gọi là triethylammonium chloride. 

R 2 NH + R'C(O)Cl + Et 3 N → N R'C(O)NR 2 + EtNH + 3 Cl -- 

Ngoài ra nó cũng tác dụng trong phản ứng dehydrohalogen hoá và oxy hóa rƣợu 

cồn thành andehyt hay aketon. 

Triethylamine đƣợc ankyl hoá để tạo thành muối amoni: 

RI + Et 3 N → Et 3 NR + I – 



28

1.2.5. Chloroform : 

Bảng 1.10: Tên gọi và các tính chất của chloroform 

Chloroform 

Tên quốc tế 

Tên Khác 

29 

Trichloromethane 

Formyl trichloride, methane trichloride, Methyl trichloride, 

Methenyl trichloride, TCM, Freon 20, R-20. 

Thuộc tính 

Công thức phân tử CHCl 3 


Trạng thái 

119,38 g / mol 

Chất lỏng không màu 

Khối lƣợng riêng 1,48 g / cm 3 


chảy 


Độ hoà tan trong 

nƣớc 

Hình dạng phân tử 

Nhiệt độ bốc 

cháy 

-63,5 ° C 

61,2 ° C 

0,8 g/100 ml (20 ° C) 



Cấu trúc 

Tứ diện 

Không dễ cháy 

Chloroform là hợp chất hữu cơ với công thức CHCl 3. Nó không bị đốt cháy 

trong không khí, nhƣng nó sẽ cháy khi pha trộn với nhiều chất dễ cháy. Nó là một 

thành viên của một nhóm các hỗn hợp đƣợc gọi là trihalomethanes. Chloroform đã 

đƣợc sử dụng nhiều nhƣ là một chất phản ứng và nhƣ một dung môi. Đây cũng là một 

chất gây nguy hiểm đối với môi trƣờng. Một vài triệu tấn đƣợc sản xuất hàng năm.

Sản xuất : 

Là sản phẩm của quá trình halogen hoá metan theo từng bậc .Tại 400-500 ° C, 

quá trình halogen hoá xảy ra, chuyển đổi các methane hoặc chloromethane để tạo 

thành hỗn hợp có nhiều phân tử clo hơn: 

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl 

CH 3 Cl + Cl 2 → CH 2 Cl 2 + HCl 

CH 2 Cl 2 + Cl 2 → CHCl 3 + HCl 

Qúa trình halogen hoá tiếp tục tạo ra CCl 4: 

CHCl 3 + Cl 2 → CCl 4 + HCl 

Các sản phẩm của quá trình này là một hỗn hợp của bốn chloromethanes: 

chloromethane, dichloromethane, chloroform (trichloromethane), và khí carbon 

tetrachloride, mà sau đó chúng đƣợc tách ra bởi chƣng cất. 

Những sự tổng hợp chloroform vô tình: 

Các phản ứng haloform cũng có thể xảy ra trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình. 

Dung dịch natri hipoclorit pha trộn với một số chất lỏng thƣờng ngày nhƣ: Acetone, 

butanone, ethanol, hay rƣợu isopropyl có thể sản xuất một số chloroform, hay một số 

khác nhƣ chloroacetone, hoặc dichloroacetone. 

Chloroform là một dung môi : 



Hình 1.9: chloroform ỏ trạng thái lỏng trong ống nghiệm. 

Chloroform là một dung môi phổ biến trong các phòng thí nghiệm vì nó thƣờng 

không phản ứng, tan hầu hết trong các chất lỏng hữu cơ. Số lƣợng nhỏ chloroform 

đƣợc sử dụng nhƣ một dung môi trong dƣợc phẩm và các ngành công nghiệp sản xuất 

30

thuốc nhuộm và thuốc trừ sâu. Chloroform là một dung môi có hiệu quả cho việc tách 

các alkaloid trong các loại thực vật để chế biến các dƣợc phẩm.Ví dụ, nó đƣợc sử dụng 

để trích xuất morphine từ cây thuốc phiện và scopolamine từ cây cà độc 

dƣợc.Chloroform chứa deuteri (hydrogen nặng), CHCl 3, là một dung môi đƣợc sử 

dụng phổ biến trong quang phổ học NMR).Một dung dịch gồm : phenol: chloroform: 

rƣợu isoamyl 25:24:1 đƣợc sử dụng để hòa tan những phân tử không phải nucleic acid 

trong sự trích ly DNA và RNA. 

Là một chất phản ứng trong tổng hợp hữu cơ: 

Là một chất phản ứng ,chloroform dùng nhƣ là nguồn gốc của các nhóm 

dichlorocacbon CCl 2 .Nó phản ứng với NaOH có nƣớc (thƣờng có mặt trong giai đoạn 

chuyển pha) sản xuất dichlorocarbon, CCl 2 . 

Nguồn gốc: 

Chloroform đã đƣợc phát hiện vào tháng bảy 1831 bởi bác sĩ ngƣời Mỹ Samuel 

Guthrie, và một vài tháng sau đó bởi nhà hoá học ngƣời Pháp Eugène Soubeiran và 

Justus von Liebig ở Đức, tất cả đều sử dụng các biến thể của các phản ứng haloform. 

Soubeiran sản xuất chloroform thông qua các biến đổi của bột tẩy clo (canxi 

hypochlorite) trên Acetone (2-propanone) cũng nhƣ ethanol. Chloroform đã đƣợc đặt 

tên ứng với các đặc trƣng hoá học vào năm 1834 bởi Jean-Baptiste Dumas. 

Tác hại: 

Bản chất của thuốc gây mê, khi hít phải chloroform thì sẽ gây kích thích đến các 

hệ thần kinh trung ƣơng. Theo Viện Hoa Kỳ về An toàn và sức khỏe, với khoảng 

500ppm thì ngay lập tức gây nguy hiểm cho đời sống và sức khỏe ,trên 900 ppm trong 

một thời gian ngắn có thể gây ra chóng mặt, mệt mỏi, và nhức đầu.Chloroform còn 

gây hại cho gan và thận. 



31

1.2.6. Kẽm nitrate 

Bảng 1.11: tên gọi, đặc điểm cấu trúc và các tính chất của kẽm nitrate 

Kẽm nitrate 

zinc nitrat 

Tên IUPAC 

Công thức phân 

tử 


Trạng thái 

Thuộc tính 

Zn(NO 3 ) 2 

189,36 g / mol (anhydrous) 

297,49 g / mol (hexahydrate) 

Tinh thể màu trắng 

Khối lƣợng riêng 

2,065 g / cm 3 (hexahydrate) 


chảy 

110 ° C (anhydrous) 

45,5 ° C (trihydrate) 

36,4 ° C (hexahydrate) 




Độ tan trong 

nƣớc 

Tính hòa tan 

Nhiệt độ đốt cháy 

~ 125 ° C(hexahydrate) 

327 g/100 ml, 40 ° C (trihydrate) 

184,3 g/100 ml, 20 ° C (hexahydrate) 

tan nhiều trong rƣợu 

Không dễ cháy 

32

Nitrate kẽm Zn(NO 3 ) 2 là một hợp chất hóa học đƣợc sử dụng nhƣ là một “chất ăn mòn 

“trong công nghiệp nhuộm. Đó cũng là một nguồn gốc để tạo ra những ion kẽm.Một 

ví dụ đƣa ra một phản ứng tạo kết tủa carbonate kẽm: 

Zn(NO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 → ZnCO 3 + 2NaNO 3. 

Điều kiện / chất để tránh là: Tác nhân khử, vật liệu hữu cơ, bột kim loại, hơi nóng và 

ngọn lửa, xyanua, natri hypophosphat, phospho, thiocyanates, khí carbon, và sulfur. 



33

Chƣơng 2 

TỔNG HỢP VẬT LIỆU MOFs 

2.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH : 

2.1.1 Phƣơng pháp tổng hợp: 

Sự tổng hợp MOFs thƣờng đƣợc thực hiện bởi những phƣơng pháp:Đốt nóng hỗn 

hợp gồm acid hữu cơ và muối kim loại hòa tan trong một dung môi mà thƣờng đó là 

những họ formamide(nhƣ dimethylformamide hay diethylformamide,...)Những 

phƣơng pháp này thƣờng cho ra những tinh thể thích hợp cho sự phân tích nhiễu xạ 

ánh sáng của tia X,nhƣng có một sự bất lợi là cho kết quả sau một thời gian khá 

lâu(hàng giờ đến hàng tuần).Hơn nữa,những điều kiện của phản ứng không thích hợp 

với điều kiện nhiệt đọ của nguyên liệu tham gia. 

Ở đây họ chỉ ra rằng việc đốt nóng phản ứng là không cần thiết để sản xuất MOFs 

pha lê.Điều này đã đƣợc chứng minh bởi sự tổng hợp của cả những MOFs đã biết và 

những MOF mới đƣợc biết.Chẳng hạn quá trình tổng hợp đã thực hiện ở MOF- 



5,nguyên liệu phản ứng đƣợc hòa tan vào dung môi ở nhiệt độ phòng,sau đó khi cho 

thêm triethylamine sẽ gây ra hiện tƣợng kết tủa ở MOF-5.Sự thêm vào đó có thể đƣợc 

làm chậm bởi sự khuyếch tán hay có thể diễn ra rất nhanh.Trong khi phƣơng pháp cũ 

thƣờng xuyên cho ra những tinh thể đơn MOFs đƣợc tách ra một cách máy móc,thì đối 

với phƣơng pháp mới sẽ cho ra những vi tinh thể MOF ở dạng bột. 

Những điều kiện tổng hợp tại nhiệt độ phòng đựơc mô tả ở trên,đặc biệt với sự cho 

nhanh vào chất xúc tác,thu hồi sản phẩm đơn giản,nhƣng việc dùng kẽm nitrat sẽ có 

những ảnh hƣởng về khả năng an toàn trong quy mô sản xuất lớn.Những điều kiện 

phản ứng nhƣ vậy phần nào gây hạn chế đối với MOF-5 và IRMOF-8. 

34

2.1.2 Một số quy trình tổng hợp của MOFs: 

2.1.2.1. MOF-5: 

Terephthalic acid(5.065g,30.5mmol) và Triethylamine (8.5ml) đ ƣợc h òa tan 

trong 400ml của dimethylformamide(DMF).Zn(OAc) 2 .2H 2 O(16.99g,77.4mmol) hòa 

tan trong 500ml của DMF.Trộn hai dung dịch vào và khuấy trộn khoảng 15 phút,tạo 

kết tủa,và tiếp tục khuấy trộn trong khoảng 2.5h.Một mẫu của sự pha trộn trên ,vẫn 

còn ẩm, đƣợc dùng cho sự phân tích PXRD đây là phƣơng pháp để xác định độ tinh 

khiết của MOF-5 bằng sự so sánh với mẫu đƣợc mô phỏng từ dữ liệu SXRD.Chất kết 

tủa đƣợc tách và nhúng chìm trong DMF(250ml) trong một đêm.sau đó nó lại phân 

tách và nhúng chìm trong CHCl 3 (350ml),dung môi đƣợc thay đổi 3 lần trong 7 

ngày:sau 2 ngày,3 ngày và 7 ngày. Sau đó phần dung môi đƣợc hút ra ngoài và sản 

phẩm đƣợc hút chân không trong một đêm dƣới áp suất 10mtorr.Nó hoạt hóa tại 120 0 C 

với áp suất 10mtorr trong 6h ,lúc đó nó có khốilƣợng(4.92g,63%). 

2.1.2.2. MOF-177: 

A-xít Benzenetribenzoic ( 626 mg, 1.43 mmol) Và Zn(OAc) 2 .2H 2 O ( 2.51g, 11.4 

mmol) Đƣợc khuấy trộn vào 50 ml của DEF trong 3h, TạI lúc đó lấy ra một mẫu cho 

sự phân tích PXRD, để đo sự tinh khiết của MOF-177 bằng việc so sánh vớI mẫu mô 

phỏng từ dữ liệu SXRD .Kết tủa đƣợc phân tách và rửa với 10 ml của DEF, và nhúng 

chìm trong 40 mL của CHCl3. Dung môi đƣợc làm mới lại 3 lần trong 5 ngày :sau 1 

ngày ,4 ngày, và 5 ngày. Phần dung môi đƣợc loại bỏ Và sản phẩm đƣợc chia ra thành 

hai mẫu, một để dùng cho sự kích hoạt thuộc tính và một cho sự kích hoạt trong một tế 



bào thạch anh cho sự hút thấm bề mặt đối với N2.Cả hai mẫu hoạt hóa dƣới chân 

không (_10 mTorr) Tại 120 0 C trong 12 h, cho một năng suất tổng là 490 mg ( 60%). 

2.1.2.3. MOF-199: 

A-xít Benzenetricarboxylic ( 500 mg, 2.38 mmol) đƣợc pha trộn trong 12 mL của 

một hỗn hợp: DMF/ EtOH/ H2O(1:1:1). Cu(OAc) 2 .H2O (860 mg, 4.31 mmol) đƣợc 

trộn đều với 12 ml dung môi trên và những sự pha trộn đƣợc kết hợp với việc khuấy 

trộn. Triethylamine (0.5 ml) Đƣợc thêm vào hỗn hợp phản ứng, khuấy trộn trong 

23h.Chất kết tủa đƣợc phân tách và đƣợc rửa với 2 x25 mL của DMF và một mẫu 

đƣợc lấy cho sự phân tích PXRD, để đo sự thuần khiết của MOF-199 bằng việc so 

35

sánh với mẫu đƣợc mô phỏng từ dữ liệu SXRD.,Sau đó nhúng chìm vào 50 ml của 

CH2Cl2 qua đêm. Ngày tiếp theo, dung môi này đƣợc đổI bằng dung môi mới 3 lần 

(50ml/ lần) và để qua đêm. Sau đó nó đƣợc hút chân không bởi áp suất (5 

mTorrổntong một đêm, Trong những khoảng thời gian đó thời gian nào mà chất rắn 

xanh thẳm trở nên tím xanh thì sản phẩm đƣợc hoàn thành và có khối lƣợng (316 mg, 

44%). 

2.1.2.4. MOF-74: 

2,5-Dihydroxyterephtalic acid (239 mg, 1.20 mmol) và Zn(OAc)2.2H2O (686 

mg, 3.12 mmol) từng phần đƣợc hòa tan vào 20ml của DMF để phản ứng trong 10 

phút và sau đó tiến hành khuấy tại nhiệt độ phòng trong 18h,tại lúc đó lấy ra một mẫu 

để đo sự tinh khiết bằng phƣơng pháp PXRD.Kết tủa đƣợc phân tách và rửa với 

3x20ml DMF,và sau đó đƣợc rửa với 2x20ml C 2 H 5 OH trong một đêm,dung môi sẽ 

đƣợc thay đổi hai lần.Sau đó C 2 H 5 OH đƣợc rót bỏ và MOF-74 đƣợc hút chân không 

tại nhiệt độ phòng trong 7h.Sau đó nó đƣợc cung cấp nhiệt đến 110 O C trong 10h,và 

260 o C trong 12h,và sau đó nó đƣợc làm lạnh đến nhiệt độ phòng trong 2h,lúc đó nó đạt 

năng xuất là 269.5mg(69%). 

2.1.2.5. MOF-5 ở nhiệt độ cao: 

MOF-5 tinh khiết đƣợc tổng hợp bằng cách hoà tan Zn(NO 3 ) 2 .6H 2 O (0.187 g, 

0.63 mmol) và 1,4-benzenedicarboxylate(BDC, 0.0395 g,0.090 mmol) trong DMF (10 

mL) trong một chai nhỏ 20mL. Chai nhỏ đƣợc đóng kín và đặt trong một lò tại 120 0 C 

trong 2 ngày, tới khi xuất hiện những tinh thể trắng sáng . Sau đó loại bỏ dung dịch 



vàng thu kết tủa, và những tinh thể đƣợc rửa với 3x 20 ml DMF. Sau đó sản phẩm 

đƣợc nhúng chìm trong CHCl 3 (20ml) trong ba ngày,trong khoảng thời gian này,dung 

môi CHCl 3 đƣợc thay đổi 3 lần. Những tinh thể đƣợc chuyển tới một ống thủy tinh 

(7x300mm).Vật liệu đƣợc hút chân không tại áp suất 1.33x10 -6 bar,ở nhiệt độ phòng 

trong 2h. Sau đó làm nóng sản phẩm cho đến 120 0 C trong 6h (1 o C/phút), và tiếp tục 

làm lạnh tới nhiệt độ phòng(1 0 C/phút). Những mẫu MOF-5 đã kích hoạt đƣợc xử lý 

bằng tiêu chuẩn kỹ thuật để tránh sự tiếp xúc với không khí hay sự ẩm ƣớt. 

36

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH : 

2.2.1Ảnh hƣởng của nhiệt độ : 

Nhiệt độ luôn là yếu tố có vai trò quan trọng trong đa số các quá trình phản ứng 

và trong quá trình tổng hợp MOFs cũng vậy.Các phƣơng pháp tổng hợp MOFs trƣớc 

đây thƣờng xảy ra ở nhiệt độ cao(phƣơng pháp đốt nóng hỗn hợp phản ứng),tuy 

phƣơng pháp này cũng có những ƣu điểm là tạo ra những tinh thể thích hợp cho sự 

phân tích PXRD(đo độ tinh khiết) nhƣng có rất nhiều nhƣợc điểm nhƣ:cho kết quả 

phân tích lâu,thu hồi sản phẩm khó vì sản phẩm ở dạng tinh thể đơn. 

Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng: 

Khi nhiệt độ thay đổi thì hằng số tốc độ phản ứng cũng thay đổi theo phƣơng 

trình Arrhénius: 

k=k o e -E/RT với k là hằng số tốc độ phản ứng 

Dễ nhận thấy khi nhiệt độ tăng thì hằng số tốc độ phản ứng tăng theo,tức tốc độ phản 

ứng cũng tăng theo phƣơng trình: 

r=k.C n1 1 .C n2 2 ... với r là tốc độ phản ứng,C 1 ,C 2 là nồng độ các chất tham gia. 

Ngoài ra,nhiệt độ cũng ảnh hƣởng đến các điều kiện của các nguyên liệu tham gia 

phản ứng.Chẳng hạn quá trình tổng hợp MOF-5,khi tổng hợp ở nhiệt độ phòng thì có 

sự thêm của triethylamine còn khi ở nhiệt độ cao(khoảng 120 o C) thì không.Hay việc 

sử dụng kẽm acetat tổng hợp ở nhiệt độ thấp còn kẽm nitrat dùng cho tổng hợp ở nhiệt 

độ cao.Tuy nhiên điều đó ảnh hƣởng đến chất lƣợng của sản phẩm: 



Hình 2.1: Hình ảnh PXRD của MOF-5. (PXRD đo độ tinh khiết của MOFs,đƣờng 

đỏ,xanh,đen tƣơng ứng MOF-5 tổng hợp ở nhiệt độ cao,phòng,và mẫu chuẩn.càng gần 

đƣờng chuẩn thì mẫu càng tinh khiết) 

37

2.2.2 Ảnh hƣởng của chế độ khuấy trộn: 

Tốc độ khuấy trộn trong quá trình tổng hợp MOF-5 là yếu tố có ảnh hƣởng đến 

hiệu suất của phản ứng,ngoài ra còn tác động đến tốc độ phản ứng.Khi tăng tốc độ 

khuấy trộn thì hiệu suất tăng và vận tốc phản ứng tăng. 

2.2.3.Ảnh hƣởng của dung môi: 

Dung môi là thành phần hòa tan các chất phản ứng,vì vậy nó có vai trò quan 

trọng:thứ nhất là hòa tan các chất phản ứng,thứ 2 là làm môi trƣờng cho quá trình phản 

ứng xảy ra.Một yêu cầu đặt ra đối với dung môi là không tham gia vào quá trình phản 

ứng.Một số chất phản ứng chỉ tan trong một số dung môi nhất định vì vậy cần lựa chọn 

dung môi thích hơp.Ở MOF-5 dung môi đƣợc sử dụng là DMF.Ngoài các chức năng 

trên dung môi này còn có vai trò là chất rửa các tinh thể MOFs. 

MOF5: 

Vai trò của Dimethylformamide, Triethylamine, Chloroform trong tổng hợp 

Dimethylformamide là dung môi dùng để hòa tan chất chất phản ứng ở dạng 

rắn, đồng thời là dung môi rửa,hòa tan các tạp chất.Ở quy trình tổng hợp các loại MOF 

khác,dung môi cũng có vai trò tƣơng tự nhƣ DEF(diethylformamide). 

MOF-5. 

Triethylamine có vai trò nhƣ một chất kích thích sự kết tủa diễn ra nhanh hơn. 

Chloroform là một dung môi có vai trò trích ly các tạo chất bị hấp phụ vào 

Ở quy trình tổng hợp MOF-5, DMF đƣợc thay vào để hòa tan các lƣợng muối 



hay acid còn dƣ và sau đó mới thay bằng Choroform để trích ly tạp chất. 

38

Chƣơng 3 

KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG 

3.1 BẬC PHẨN ỨNG: 

3.1.1 Khái niệm: 

Xét phản ứng tổng hợp MOF-5 tại nhiệt độ phòng : 

3C 6 H 4 (COOH) 2 + 4(CH3COO) 2 Zn.2H 2 O Zn 4 O(C 6 H 4 (COO) 2 ) 3 

+ 8CH 3 COOH + 7H 2 O 

Biểu thức toán học của định luật tác dụng khối lƣợng có thể nhƣ sau: 

r= dC A 

=kC 

dt 

3 4 

A .C M 

Trong đó k hằng số tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ,chỉ phụ 

thuộc vào nhiệt độ và rất khác nhau.C A ,C M là nồng độ của acid và muối.Bậc phản ứng 

của phƣơng trình trên là n=m+l=7. 

3.1.2 Phƣơng pháp xác định bậc phản ứng: 

Khi nghiên cứu động học của phản ứng hóa học thƣờng dẫn đến việc xác định 

bậc phản ứng theo từng chất hoặc bậc tổng.Đối với phản ứng phức tạp,có phƣơng trình 

động học phức tạp việc xác định sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ và bậc 

phản ứng cũng nhƣ các thông số động học là rất khó khăn.Để xác định bậc tổng trƣớc 

tiên cần xác định theo từng chất tham gia phản ứng.Tổng các bậc theo từng chất sẽ là 

bậc tổng.Để xác định bậc theo từng chất cần ứng dụng các phƣơng pháp cô lập,nghĩa 

là tạo điều kiện sao cho trong quá trình phản ứng chỉ có nồng độ một chất tham gia 

phản ứng. 



39

3.2 VẬN TỐC PHẢN ỨNG: 

3.2.1. Khái niệm: 

Xét cấu tử i trong phản ứng hóa học.Dựa trên các căn bản khác nhau ta có các định 

nghĩa khác nhau và vận tốc biến đổi của cấu tử i lần lƣợt nhƣ sau: 

Dựa trên một đơn vị thể tích hỗn hợp lƣu chất phản ứng : 

r i = 1 V 

dN i 

dt 

= 

Dựa trên một đơn vị thể tích bình phản ứng: 

r’ i = 1 V b 

dN i 

dt 

= 

Dựa trên một đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc pha: 

r” i = 1 S 

dN i 

dt 

= 

Dựa trên một đơn vị khối lƣợng chất xúc tác: 

r’’’ i = 1 dN i 

= 

W dt 

Dựa trên một đơn vị thể tích chất rắn: 

r”” i = 1 V r 

dN i 

dt 

= 



3.2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến vận tốc phản ứng: 

Có nhiều yếu tố ảnh hửong đến vận tốc phản ứng.Trong phản ứng đồng thể rõ ràng áp 

suất ,nhiệt độ và nồng độ là các biến số.Nếu phản ứng liên hệ đến một số giai đoạn xảy 

ra nối tiếp nhau ,giai đoạn chậm nhất có ảnh hƣởng lớn nhất và gọi là giai đoạn kiểm 

soát vận tốc phản ứng.Vấn đề quan trọng là xác định các yếu tố ảnh hƣởng và mức độ 

ảnh hƣởng của các yếu tố này lên giai đoạn kiểm soát.Chỉ khi nào ta xác định đƣợc 

40

đầy đủ các yếu tố ảnh hƣởng khi đó việc suy diễn các kết quả trong phòng thí nghiệm 

ra thiết bị phản ứng mới có độ tin cậy cao. 

Nồng độ: Khi nồng độ các chất phản ứng thay đổi, ta chỉ cần thay vào biểu thức tốc độ 

phản ứng là biết đƣợc sự thay đổi tốc độ phản ứng. 

Áp suất: Khi áp suất tăng, nồng độ chất khí tăng theo nên đối với phản ứng có chất khí 

tham gia, áp suất có ảnh hƣởng nhƣ với nồng độ. 

Nhiệt độ: Thông thƣờng khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng. 

Biểu thức cụ thể: 

Trong đó g là hệ số nhiệt độ của tốc độ, cho biết tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần 

khi tăng nhiệt độ lên 10 độ C 

Bề mặt diện tích tiếp xúc của chất rắn tăng: Tốc độ phản ứng tăng. 

Chất xúc tác: Làm tăng tốc độ phản ứng 

3.3 HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG: 

Hiệu suất phản ứng đặc trƣng cho năng suất tạo ra sản phẩm từ phản ứng đó.Có nhiều 

cách để xác định hiệu suất phản ứng: 

Cách 1: Dựa vào lƣợng chất tham gia phản ứng:(đối với chất phản ứng thiếu) 

lƣợng chất đã tham gia phản ứng 

H= (%) 

lƣợng chất tham gia ban đầu 

Lƣợng chất đã tham gia phản ứng thƣờng đƣợc tính qua phƣơng trình phản ứng 

theo lƣợng sản phẩm thu đƣợc. 

Lƣợng phản ứng 

lƣợng ban đầu (tính theo chất thiếu) 

Cách 2: Dựa vào một trong các sản phẩm: 

lƣợng sản phẩm thực tế thu đƣợc 

H= 

lƣợng sản phẩm tính theo lí thuyết (%) 

3.4 CÁCH BỐ TRÍ THI NGHIỆM: 

3.4.1. Khảo sát sự ảnh hƣởng của nhiệt độ: 

Tiến hành tổng hợp MOF-5 tại hai khoảng nhiệt độ thƣờng(27 o C),và nhiệt độ 

cao(120 o C),để khảo xác thông số diện tích bề mặt riêng,từ đó đƣa đến quy trình tổng 

hợp hợp lý. 



41

Ngày 

1 

2 

3 

3.4.2. Khảo sát sự ảnh hƣởng của chế độ khuấy: 

Tổng hợp MOF-5 ở hai chế độ khuấy và không khuấy tại nhiệt độ phòng. 

Bảng 3.1: bố trí thí nghiệm đối với 3 mẫu ở những điều kiện khác nhau: 

MOF-5(t o phòng,có chế độ 

khuấy) 

-Tiến hành phản ứng:(3.05mmol 

terephthalic acid+0.85mml 

triethylamine +40ml DMF) trộn 

với(7.74mol kẽm acetat +50ml 

DEF). 

-Khuấy trộn trong 2.5h. 

-Thu kết tủa và rửa với 25ml 

DMF trong 1 ngày. 

Thay DMF bằng 35ml CHCl 3 

lần 1 

MOF-5(t o cao) 

-Hòa tan 3.05mmol 

acid terephthalic và 

7.74mol kẽm nitrat vào 

10ml DMF.Hỗn hợp 

đƣợc chứa trong một 

chai nhỏ và đƣợc nung 

ở nhiệt độ 120 o C trong 

2 ngày. 

-Làm lạnh,thu kết tủa 

và rửa với 3x20ml 

DMF. 

-Sau đó thay bằng 

CHCl 3 lần 1. 

MOF-5 (t o phòng,ko có chế 

độ khuấy) 

-Trình tự giống MOF-5 (t o 

phòng nhƣng không có chế 

độ khuấy). 

Thay DMF bằng 35ml CHCl 3 

lần 1 

4 Thay CHCl 3 lần 2 Thay CHCl 3 lần 2. Thay CHCl 3 lần 2 

5 Thay CHCl 3 lần 3 Thay CHCl 3 lần 3. Thay CHCl 3 lần 3 

6 

-Loại bỏ dungmôi,sản 

phẩm đƣợc hút chân 

không tại áp suất 

1.33x10 -6 bar ở nhiệt độ 

phòng trong 2h. 

-Tiếp đó làm nóng dần 

sản phẩm lên 120 o C 

trong 6h(1 o C/phút),và 

tiếp tục làm lạnh đến 

nhiệt độ phòng . 



9 

Loại bỏ dung môi. 

Sản phẩm đƣợc hút chân không 

tại áp xuất 10mtorr,và hoạt hóa 

tại 120 o C và 10mtorr trong 6h. 

42 

Loại bỏ dung môi. 

Sản phẩm đƣợc hút chân 

không tại áp xuất 10mtorr,và 

hoạt hóa tại 120 o C và 

10mtorr trong 6h.

4.1.THIẾT BỊ: 

Chƣơng 4 

THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 

Một số thiết bị quan trọng đƣợc dùng trong quá trinh tổng hợp nhƣ:Máy khuấy từ,tủ 

sấy,tủ ấm,máy hút chân không,... 

Một số thiết bị dùng trong đo đạc phân tích: 

- Thiết bị CHEMBET 3000 đƣợc xử lý số liệu bằng phần mềm Quanta 

Chrome,dùng để đo diện tích bề mặt riêng dựa trên cơ sở hấp phụ khí Nitơ tại 

nhiệt độ 77K và phƣơng trình BET(Brunauer-Emmett-Teller) 

- Máy đo PXRD(nhiễu xạ tia X) dùng để đo độ tinh khiết của sản phẩm khi so 

sánh với mẫu mô phỏng. 

- Thiết bị quét hình ảnh hiển vi của tinh thể SEM(Scanning electron microscope) 

- Thiết bị truyền hình ảnh hiển vi của tinh thể TEM(Transmission electron 

microscopy) 

4.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 

4.2.1. Phƣơng pháp chung: 

Tìm hiểu các tài liệu về MOFs đã đƣợc báo cáo để tìm ra quy trình tổng hợp, 

các thông số đã đƣợc báo cáo, tìm hiểu các ứng dụng và khả năng áp dụng vào 

thực tế. 



Nghiên cứu về các cấu trúc hóa học, tinh thể MOFs. 

Khảo sát nguồn nguyên liệu, tính kinh tế, tính thực tế. 

43

Tiến hành tổng hợp MOF-5 ở các điều kiện khác nhau về nhiệt độ,chế độ 

khuấy,xác định hằng số tốc độ phản ứng ,chọn ra quy trình tổng hợp ứng với 

mẫu có các thông số tối ƣu để ứng dụng vào sản xuất công nghiệp. 

Đo đạc các thông số về mẫu đã đƣợc tổng hợp. 

So sánh các thông số của mẫu đă tổng hợp với các thông số sẵn có. 

Tìm ra các hạn chế và tìm cách khắc phục. 

4.2.2. Xác định diện tích bề mặt riêng (BET): 

Diện tích bề mặt riêng là một thông số rất quan trọng đối với vật liệu MOFs.Diện 

tích bề mặt riêng là yếu tố phụ thuộc nhiều vào quy trình điều chế ,thành phần,tiền 

chất,…Để xác định diện tích bè mặt riêng của vật liệu MOFs ta dùng phƣơng pháp hấp 

thụ BET. 

4.2.2.1 Cơ sở lý thuyết: 

Theo Langmuir,sự hấp phụ giới hạn tạo ra đơn lớp phân tử và đƣờng kính tác 

dụng của lực bề mạt rất nhỏ,mà ttheo đó chỉ những phân tử bị va chạm với bề mặt còn 

trống mới hấp phụ.Các phân tử bị hấp phụ đó có thể đi vào pha khí,gọi là giải hấp phụ. 

P 

V = P + 1 

(4.1) 

V m KV m 

V,V m :thể tích chất bị hấp phụ ở áp suất p và khí bão hòa . 

Thuyết đa lớp BET là phần mở rộng của thuýet hấp phụ bề mặt đơn phân tử của 

Langmuir . 

Phƣơng trình hấp phụ BET đƣợc xây dựng dựa trên cơ sở giả tiết sau: 



Hấp phụ xảy ra ở nhiều lớp .Lớp đầu đƣợc coi là lớp hấp phụ ,các lớp tiếp theo là lớp 

ngƣng tụ và phƣơng trình phụ thuộc tuyến tính có dạng: 

P 2 

V(P o -P) = 1 

V m. C +P.(C-1) V m CP o 

(4.2) 

Trong đó : V:thể tích chất hấp phụ tổng cộng dƣới áp suất p(mmHg). 

V m : thể tích chất hấp phụ trên một đơn lớp. 

P o : áp suất bão hòa của khí hấp phụ. 

P/P o : áp suất hơi tƣơng đối của chất hấp phụ. 

C: hằng số phụ thuọc nhiệt hấp phụ. 

44

Mặc dù C đựơc gọi là hằng số,nhƣng không có một đƣờng đẳng nhiệt hơi nào 

mà giá trị C tực tế không đổi trong toàn giới hạn áp suất hơi của chất hấp phụ từ P=0 

đến P=P o ,tức là trƣớc bão hòa.Nhƣng đa số các đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ có một phần 

mà ở đó C là hằng số.Nhiều hệ thống hấp phụ giá trị C đã đƣợc biết rõ. 

Thông số V m đặc trƣng cho số phân tử hơi cần thiết để che phủ bề mặt môth đơn lớp 

xít chặt của chất hấp phụ.Phƣơng trình đƣờng thẳng theo các trục tọa độ 

45 

P 

V(P o -P) 

P 

có hệ số góc là C-1 

1 

và cắt trục hoành tại a= ,từ hai giá trị này có thể tính đƣợc 

P o V m C V m C 

V m và C. 

4.2.2.2 Xác định diện tích bề mặt: 

Diện tích bề mặt từ lý thuyết BET đƣợc xác định bằng cách sử dụng phƣơng trình 

(4.2).Biểu diễn 

giới hạn 0.05≤ P P o 

≤0.35. 

P 

V(P o -P) theo P P o 

sẽ cho một đƣờng thẳng đối với các số liệu trong các 

Hệ số góc s và tung độ góc a của đồ thị BET là: 

s = C-1 

V m C 

a = 1 

V m C 

Từ (4.3) và (4.4) suy ra: 

V m = 1 

s+1 

(4.3) 

(4.4) 

(4.5) 

C = s +1 (4.6) 

a 

Bề mặt riêng BET S BET (m 2 /g) của chất hấp phụ liên hệ với độ chứa đơn lớp bởi 

phƣơng trình sau: 

Trong đó : 

S BET = V m 

m .N.S M.10 -18 (4.7) 

V m: độ chứa đơn lớp (g) chất bị hấp phụ trên 1g chất rắn . 

m:Khối lƣợng MOF (g). 



và

S M :Bề mặt cắt của phân tử bị hấp phụ(bề mặt chiếm bới một phân tử chất bị hấp 

phụ trên bề mạt chất rắn đƣợc điền đơn lớp). 

Để xác định bề mặt riêng,trong số các chất bị hấp phụ ngƣời ta thƣờng dùng Nitơ 

có giá trị S M =1.62nm 2 . 

4.2.2.3 Cách thực hiện: 

Thiết bị sử dụng:máy CHEMBET 3000 dƣợc sử lý số liệu bằng phần mềm Quanta 

Chrome.Cơ sở của phƣơng pháp :đo bề mặt riêng dựa trên cơ sở hấp phụ khí Nitơ tại 

nhiệt độ 77K và phƣơng trình BET. 

Giới hạn xác định : >0.01m 2 /g 

Chất làm lạnh: 

Áp suất vào không khí: 

Nitơ lỏng 

800mmHg 

Thể tích xilanh: 4.26cm 3 

Xử lý và đo mẫu: 

Tiến hành đo không có mẫu nhằm xác định sự gia tăng áp suất tƣơng ứng với 

sự gia tăng liên tục của thể tích khí và nhằm xác định áp suất của hơi bão hòa của chất 

hấp phụ. 

Tiến hành đo với mẫu ,xác định các số liệu thể tích V i ,P,P o ta sử dụng phƣơng 

trình BET xác định:hệ số góc và tung độ góc.Từ hai giá trị này,xác định thể tích khí 

hấp phụ đơn lớp V m và suy ra S BET theo biểu thức (4.3) ÷(4.7). 

4.2.3 Phƣơng pháp chuẩn độ để xác định vận tốc phản ứng: 

Dùng NaOH 0.1N để chuẩn độ lƣợng acid phản ứng khi cho dƣ muối,với chất 

chỉ thị màu phenolphthalein. 

Hỗn hợp phản ứng gồm: 

Bình 1:0.5065g acid terephthalic+40ml DMF +0.85ml Triethylamine. 

Bình 2:1.699g kẽm acetat +50ml DMF. 

Giả sử thể tích của các chất rắn không đáng kể.nhƣ vậy thể tích của hỗn hợp sẽ 

là V=90.85ml. 

Chia bình 1 và 2 mỗi bình ra 5 phần bằng nhau,năm phần của bình 1 mỗi phần có 

thể tích là V i =8.17ml,năm phần của bình 2 mỗi bình có thể tích là 10ml. 

Thêm vào mỗi phần của bình 1 ,2 giọt phenolphthalein. 



46

Ta có kí hiệu của mỗi bình nhƣ sau: 

Bình 1 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 

Bình 2 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 

Tiến hành chuẩn độ sau các khoảng thời gian 30s, 1phút, 1phút30s, 2phút, 

2phút30s. 

Đầu tiên trộn A 1 và B 1 để khoảng 30s,sau đó pha loãng bằng dung môi DMF,rồi 

bắt đầu chuẩn độ. 

Tƣơng tự với các khoảng thời gian 1p,1p30s,2p và 2p30s,ta cũng trộn vào và 

chờ đến khoảng thời gian tƣơng ứng,pha loãng bằng DMF rồi mới chuẩn độ. 

Phƣơng trình phản ứng: 

3C 6 H 4 (COOH) 2 +4(CH 3 COO) 2 Zn.2H 2 O Zn 4 O(C 6 H 4 (COO) 2 ) 3 + 

8CH 3 COOH + 7H 2 O (1) 

(MOF-5) 

Trong phản ứng chuẩn độ NaOH sẽ tác dụng với acid terephthalic,kẽm acetat,và 

acid acetic. 

Phản ứng chuẩn độ: 

2NaOH+C 6 H 4 (COOH) 2 

C 6 H 4 (COONa) 2 +2H 2 O 

(2) 

2NaOH +(CH 3 COO) 2 Zn.2H 2 O 2CH 3 COONa + Zn(OH) 2 + 2H 2 O 

NaOH + CH 3 COOH 

(3) 

CH 3 COONa +H 2 O 



47

Chƣơng 5 

KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM – BÀN LUẬN 

5.1. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM: 

5.1.1. Kết quả chuẩn độ: 

Thời gian t 

(s) 

V(NaOH) 

(ml) 

Giả thiết: 

Bảng 5.1: thể tích NaOH chuẩn độ thay đổi theo thoài gian 

30 60 90 120 150 

40 37.2 34 31 31 

Khối lƣợng mol của acid terephthalic: M a =166.13( dvc) 

Khối lƣợng mol của kẽm acetat 

Số mol acid terephthalic ban đầu 

Số mol kẽm acetat ban đầu 

: M m =219.5 (dvc) 

: a =3.05(mmol) 

: b=7.74(mmol) 

Tại thời điểm t i ,số mol acid phản ứng hết là x(mol).Theo phƣơng trình(1) ta có 

trong hỗn hợp tại thời điểm t i là: 

a-x (mmol) acid terephthalic. 

b- 4x 

3 

8x 

3 

(mmol) kẽm acetat . 

(mmol) acid acetic. 

Vậy tại thời điểm t i ,theo các phƣơng trình (2),(3),(4) thì số mol NaOH cần chuẩn 

độ sẽ là: 



48

N=2(a-x)+2( b- 4x 

3 )+8x 3 

Tại thời điểm t i =0,thì x=0 suy ra:N =21.58 mmol 

=21.58-2x (mmol) (5) 

Tại thời điểm x=a,thì N=15.48mmol.Vậy đến thời điểm số mol của NaOH 0.1N 

bằng 15.48mmol,tức V=154.8/5=30.9 ml và không thay đổi thì ngừng chuẩn độ. 

Vì chia làm 5 phần nên kết quả cuối cùng có: 

Thời gian t 

(s) 

V(NaOH) 

(ml) 

N(NaOH) 

(mmol) 

Bảng 5.2: Kết quả của chuẩn độ 

0 30 60 90 120 150 

215.8 200 186 170 155 155 

21.58 20 18.6 17 15.5 15.5 

x(mmol) 0 0.79 1.49 2.29 3.04 3.04 



Hình 5.1: Biểu dồ chuẩn độ theo sự thay đổi số mol của acid terephthalic. 

Nhìn vào biểu đồ có thể thấy tại t=120s thì chuẩn độ kết thúc.Lúc này 

x=3.04mmol. 

Ta có phƣơng trình vận tốc là: 

49

= 1 

V hh 

. dx 

dt =k.C A 3 .C M 

4 

ứng,C A ,C M lần lƣợt là nồng độ acid và muối. 

,với V hh là thể tích hỗn hợp phản ứng,k là hằng số tốc độ phản 

Với các giá trị dx và dt tƣơng ứng ta có lần lƣợt các giá trị vận tốc phản ứng là: 

0.0263;0.0233;0.0267;0.025 ( mol/l.s) 

Vậy r tb = 0.0253( mol/l.s). 

5.1.2. Hiệu suất phản ứng và diện tích bề mặt riêng: 

dƣ).Ta có: 

Xét phản ứng (1,chƣơng 4): 

Theo lý thuyết: số mol của MOF-5 đƣợc tính theo số mol của acid (vì muối 

n A =3.05mmol nên n MOF-5 = n A 

3 

=1.016 m mol. 

Với M MOF-5 =840 (dvc) thì khối lƣơng MOF-5 đƣợc sinh ra theo lý thuyết là: 

m lt =0.8534g. 

Qua đo đạc phân tích ta có các số liệu sau: 

MOF-5 

Bảng 5.3: Kết quả đo đạt phân tích 

Tổng hợp ở 

nhiệt độ phòng 

Tổng hợp ở 

nhiệt độ cao 

Tổng hợp ở nhiệt 

độ phòng(không 

khuấy) 

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 1 Mẫu2 Mẫu 1 

Khối lượng(g) 0.48 0.46 0.49 0.48 0.44 

Diện tích bề mặt 

riêng(m²/g) 2341.42 2215.36 2012.3 1985.9 2248.78 

Diện tích trung 



bình(m²/g) 2278.39 1999.1 2248.78 

Hiệu suất phản 

ứng(%) 

56.2456 

1 53.9020389 57.417389 56.24561 51.55847199 

HIệu suất phản 

ứng trung bình(%) 55.07382236 56.83149754 51.55847199 

50

5.2. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ: 

5.2.1. Kết luận: 

Qua quá trình thí nghiệm có thể rút ra một số kết luận: 

Đã tìm ra đƣợc thông số bề mặt riêng ,hiệu suất phản ứng và vạn tốc phản ứng 

của quy trình tổng hợp MOF-5. 

Việc tổng hợp MOF-5 ở các điều kiện nhiệt độ và chế độ khuấy khác nhau thì 

cho những kết quả khác nhau.Cụ thể: 

+ Quy trình tổng hợp MOF-5 ở nhiệt độ phòng đơn giản và cho kết quả 

về diện tích bề mặt riêng tốt hơn quy trình tổng hợp MOF-5 ở nhiệt độ cao.Với 

S tb =2278.39(m 2 /g). 

+MOF-5 ở chế độ khuấy và không khuấy có diện tích bề mặt tƣơng 

đƣơng nhau.Nhƣng hiệu suất phản ứng ở chế độ không khuấy kém hơn.(55% so với 

51.5%) 

Tìm ra đƣợc quy trình tổng hợp MOF-5 tối ƣu,đơn giản đạt hiệu quả cao đó là 

quy trình tổng hợp MOF-5 ở nhiệt độ cao. 

5.2.2. Đề nghị: 

Đây là đề tài lạ nên việc tim tài liệu khá khó,chủ yếu là tài liệu tiếng anh,vì vậy 

cần nhiều thời gian hơn để nghiên cứu kỹ hơn. 

Trong quá trình tổng hợp phân tích còn thiếu khá nhiều máy móc dụng cụ nên 

kết quả nhiều khi sai số khá lớn.Hay thiếu sót một số,số liệu cần thiết khác(nhƣ 

máy quét diện tử hiển vi(SEM),(TEM),…) 



Vì đây là một loại vật liệu mới nên cần nhiều thời gian để nghiên cứu thêm. 

51

TIẾNG VIỆT: 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1’] Trần Thị Việt Hoa, Phan Thanh Sơn Nam " Hóa học hữu cơ ", Nxb Đại học Quốc 

gia Tp. Hồ Chí Minh, 2007 

[2’] Luận văn thạc sĩ Nguyễn Trí về “nghiên cứu .động học phản ứng oxi hóa sâu p- 

xylen trên các xúc tác CuO/γ-Al 2 O 3 và CuO+CeO 2 /γ-Al 2 O 3 “.Đại học Quốc gia TP.Hồ 

Chí Minh,2008. 

[3’]Vũ Bá Minh “Qúa trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm”tập 4:kí thuật 

phản ứng.", Nxb Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2004. 

TIẾNG ANH 

[1] F. Albert Cotton, Geoffrey Wilkinson " Basic inorganic chemistry ", 1995 

[2] David J. Tranchemontagne, Joseph R. Hunt, Omar M. Yaghi “Room temperature 

synthesis of metal-organic frameworks: MOF-5, MOF-74, MOF-177, MOF-199, and 

IRMOF-0” Acc. Chem. Res. 2001, 34, 319-330 

[3] MOHAMED EDDAOUDI, DAVID B. MOLER, HAILIAN LI, BANGLIN 

CHEN,THERESA M. REINEKE, MICHAEL O’KEEFFE, AND OMAR M. 

YAGHI*, “Modular Chemistry: Secondary Building Units as a Basis for the Design of 

Highly Porous and Robust Metal-Organic Carboxylate Frameworks” 

Acc. Chem. Res. 2001, 34, 319-330 

[4] Jesse L. C. Rowsell, Andrew R. Millward, Kyo Sung Park, and Omar M. Yaghi* 

“Hydrogen Sorption in Functionalized Metal-Organic Frameworks.” J. AM. CHEM. 

SOC. 2004, 126, 5666-5667 



[5] Banglin Chen,* Chengdu Liang, Jun Yang, Damacio S. Contreras, Yvette L. 

Clancy, Emil B. Lobkovsky, Omar M. Yaghi, and Sheng Dai* “A Microporous Metal– 

Organic Framework for Gas-Chromatographic Separation of Alkanes**” Angew. 

Chem. 2006, 118, 1418 –1421 

52

[6] David Britt, David Tranchemontagne, and Omar M. Yaghi* “Metal-organic 

frameworks with high capacity and selectivity for harmful gases” PNAS _ August 19, 

2008 _ vol. 105 _ no. 33 _ 11623–11627 

[7] Mohamed Eddaoudi,1 Jaheon Kim,1 Nathaniel Rosi,1 David Vodak,1 Joseph 

Wachter,1 Michael OÕKeeffe,2 Omar M. Yaghi1* “Systematic Design of Pore Size 

and Functionality in Isoreticular MOFs and Their Application in Methane Storage” 

SCIENCE VOL 295 18 JANUARY 2002 469 

[8] Gautam R. Desiraju* “Crystal Engineering: A Holistic View” Angew. Chem. Int. 

Ed. 2007, 46, 8342 – 8356 

[9] B.L. Huang a, Z. Ni b, A. Millward b, A.J.H. McGaughey a, C. Uher c, M. 

Kaviany a,*, O. Yaghi b “Thermal conductivity of a metal-organic framework (MOF- 

5): Part II. Measurement” International Journal of Heat and Mass Transfer 50 (2007) 

405–411 

[10] M. Smith,* J.T. Culp, * E. Bittner, * B. Parker, # J. Li, # B. Bockrath* “Kinetics 

of Desorption of Hexane from the Microporous Metal Organic Framework RPM 1” 

National Energy Technology Laboratory US Department of Energy 



[11] Clare Lee,ab Caroline Mellot-Draznieks,c Ben Slater,c G. Wu,d William T. A. 

Harrison,b C. N. R. Raoe and Anthony K. Cheetham*a “Thermodynamic and kinetic 

factors in the hydrothermal synthesis of hybrid frameworks: zinc 4-cyclohexene-1,2- 

dicarboxylates” Chem. Commun., 2006, 2687–2689 | 2687 

[12] R. HECKINGBOTTOM and K.A. PRIOR “KINETIC AND 

THERMODYNAMIC ASPECTS OF METAL ORGANIC MBE” Surface Science 174 

(1986) 38-42 

53

[13] Andrea C. Sudik, Adrien P. C_t_, Antek G. Wong-Foy, Michael O_Keeffe, and 

Omar M. Yaghi* “A Metal–Organic Framework with a Hierarchical System of Pores 

and Tetrahedral Building Blocks” Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2528 –2533 

[14] Hiroyasu Furukawa,*,† Jaheon Kim,‡ Nathan W. Ockwig,§ Michael O’Keeffe,| 

and Omar M. Yaghi*,† “Control of Vertex Geometry, Structure Dimensionality, 

Functionality, and Pore Metrics in the Reticular Synthesis of Crystalline Metal- 

Organic Frameworks and Polyhedra” J. AM. CHEM. SOC. 2008, 130, 11650–11661 

[15] Mohamed Eddaoudi,Hailian Li,and O. M. Yaghi*,” Highly Porous and Stable 

Metal-Organic Frameworks: Structure Design and Sorption Properties” Arizona State 

UniVersity, Tempe, Arizona 85287-1604 ReceiVed September 14, 1999. 

[16] Nathaniel L. Rosi, Mohamed Eddaoudi, Jaheon Kim, Michael O×Keeffe, and 

Omar M. Yaghi* “Infinite Secondary Building Units and Forbidden Catenation in 

Metal-Organic Frameworks” Angew. Chem. 2002, 114, Nr. 2 

[17] Hee K. Chae,| Mohamed Eddaoudi,† Jaheon Kim,† Sheila I. Hauck,‡ John F. 

Hartwig,‡ Michael O’Keeffe,§ and Omar M. Yaghi*,† “Tertiary Building Units: 

Synthesis, Structure, and Porosity of a Metal-Organic Dendrimer Framework MODF- 

1” J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11482-11483 



54

Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 

................................................................................................................................ 



55

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU KIM LOẠI HỮU CƠ (MOFs) CÓ DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG LỚN

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?