Bazı yeni bakır esaslı metal-organik kafes yapıların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of some new copper based metal-organic frameworks
Yazar: MERVE ÇEPNİ DEMİRCİ
Danışman: DOÇ. SELÇUK DEMİR
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Metal-organik kafes yapılar (MOF), sadece ilginç ve büyüleyici kristal yapıları ile değil kullanım alanlarının çeşitliliği ile de bilim dünyasının artan ilgisini çekmektedir. Bu çalışmada pirazol-3,5-dikarboksilik asit, piridin-2,6-dikarboksilik asit veya piridin-3,5-dikarboksilik asit kullanılarak bakır esaslı yeni metal-organik kafes yapılar elde etmek amaçlanmış ve yapılan çalışmalar sonunda altı farklı bakır bileşiği hazırlanmıştır. Bileşiklerden sadece piridin-3,5-dikarboksilato ligantı içeren {[CuII][CuII(pydc)(H2O)]·1,5MeCN·H2O}n (5) ve {[Cu(MeCN)4]·2[CuII]·2[CuII2(pydc)2(H2O)1,5(OH)0,5]·MeCN·4AcOH·8H2O}n (6) gözenekli kafes yapıdır.

Sentezlenen bileşikler, elementel analiz, fourier dönüşümlü infrared (FTIR) spektroskopisi, termik analiz (TG/DTA), X-ışınları kırınımı (tek kristal ve/veya toz) ve gözenekli yapılar için düşük sıcaklık (77 K) azot gazı adsorpsiyon-desorpsiyon ölçümleri ile karakterize edildi. Ayrıca bileşiklerin manyetik duyarlıkları ölçüldü ve spin manyetik momentleri hesaplandı.

Vakum altında ısıtılarak 5 ve 6 kafes yapılar 5a ve 6a kafes yapılara dönüştürüldü. Brauner-Emmett-Teller (BET) yüzey alanları 5a için 498 ve 6a için 515 m2/g' dır. Fotolüminesans ölçümlerine göre kafes yapılar metal küme esaslı emisyon yapmaktadır. 5a hem toluen hem de 2-nitrotoluen adsorbe ettiğinde lüminesans özellik gösterirken, 6a sadece 2-nitrotoluen adsorbe ettiğinde lüminesans özellik göstermektedir. 6a kafes yapının bu "açık/kapalı" lüminesans özelliği 2-nitrotoluen konsantrasyonundan bağımsızdır.

Abstract:
Metal-organic frameworks (MOFs) have been attracting increasing interest of the scientific world not only for their interesting and fascinating crystal structures, but also because of diversity of their application areas. Herein we aimed to obtain copper based new MOFs using pyrazole-3,5-dicarboxylic acid, pyridine-2,6-dicarboxylic acid or pyridine-3,5-dicarboxylic acid and as a result, six different copper complexes were prepared. Only {[CuII][CuII(pydc)(H2O)]·1.5MeCN·H2O}n (5) and {[Cu(MeCN)4]· 2[CuII]·2[CuII2(pydc)2(H2O)1.5(OH)0.5]·MeCN·4AcOH·8H2O}n (6) are porous frameworks which contain pyridine-3,5-dicarboxylato linker.

Synthesized compounds were characterized by means of elemental analysis, fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermo gravimetric analysis (TG/DTA), X-ray diffraction (single crystal and/or powder), and low temperature (77 K) nitrogen gas adsorption/desorption measurements for porous compounds. Additionally, magnetic susceptibilities of the compounds were measured and spin magnetic moments were calculated.

5 and 6 converted to 5a and 6a under vacuum at 110 °C. Brauner-Emmett-Teller (BET) spesific surface area is 498 and 515 m2/g for 5a and 6a, respectively. According to the photoluminescence measurements, the prepared MOFs have cluster-based emissions. Though 5a keep its luminescece properties when adsorb both toluene and 2-nitrotoluene, 6a shows luminescence when adsorbed 2-nitrotoluene. This ''on–off" luminescence property of 6a is independent of the concentration of 2-nitrotoluene.