Dikarboksilik asit ve vinilpiridin karışık ligantlı metal komplekslerinin sentezi, karakterizasyonu ve hidrojen depolama performanslarının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Zn(II) metal iyonununun malonat, süksinat ve glutarat anyonları ile nötral 4-vinilpiridin ligandı içeren karışık ligantlı Zn(II) kompleksleri sentezlendi. Sentez edilen komplekslerin yapıları IR Spektroskopisi, elementel analiz ve X-ışını kırınımı tek kristal yöntemi kullanılarak aydınlatıldı. Komplekslerin termik davranışları ise eş zamanlı olarak TG ve DTA teknikleri ile açıklandı.X-ışını tek kristal için uygun tek kristali elde edilebilen malonat ve süksinat içeren komplekslerin yapıları X-ışını tek kristal tekniği ile aydınlatıldı. Malonat içeren yapının, [Zn(µ-mal)(4-vpyr)(H2O)]n, 2D koordinasyon polimeri ve Zn(II) metali etrafındaki geometrinin düzgünsekizyüzlü olduğu belirlendi. Süksinat içeren yapının, [Zn(µ-suc)(4-vpyr)2]n, 1D koordinasyon polimeri olduğu ve Zn(II) metali etrafındaki geometrinin düzgündörtyüzlü olduğu belirlendi. IR Spektroskopisi ve elementel analiz sonuçlarına göre glutarat içeren koordinasyon bileşiğinin ise [Zn(µ-gul)(4-vpyr)2]n kapalı formülüne sahip 1D koordinasyon polimeri olduğu belirlendi.Sentez edilen komplekslerin yüzey alanları BET ve hidrojen depolama performansları volumetrik yöntemler kullanılarak belirlendi. Malonat, süksinat ve glutarat komplekslerinin yüzey alanları sırasıyla 20.26, 2.45 ve 7.31 m2/g ve 80 bar üzerinde depolama kapasiteleri sırasıyla % 4.04, % 2.02 ve % 2.45 g H2/g olduğu bulundu. Malonat kompleksinin yüzey alanı ve hidrojen depolama kapasitesi en yüksek olduğu; komplekslerin yüzey alanı arttıkça hidrojen depolama kapasitesi arttığı belirlendi.

In this work, mixed ligand coordination complexes of Zn(II) metal ion with malonate, succinate and glutarate as anionic ligand and 4-vinylpyridine as a neutral ligand have been synthesized. These complexes were characterized by Elemental analysis, IR and single crystal X-ray diffraction. Thermal behaviors of the complexes were determined by TG, DTG and DTA.Single crystals of complexes with malonate and succinate suitable for single crystal X-ray diffraction were obtained. The complex containing malonate is 2D coordination complex, the coordination around Zn(II) is octahedral and its formula is [Zn(µ-mal)(4-vpyr)(H2O)]n. Succinate containing complex is 1D coordination complex, Zn(II) is tetrahedrally coordinated and its formula is [Zn(µ-suc)(4-vpyr)2]n . It was not possible to obtain single crystal of glutarate containing coordination compound. IR data of the glutarate containing coordination compound revealed that it is 1D coordination polymer and has formula of [Zn(µ-gul)(4-vpyr)2]n according to elemental analysis.The surface areas of the synthesized complexes were measured by BET and their hydrogen storage performances were determined by volumetric method. The surface area of the complexes containing malonate, succinate and glutarate were found to be 20,26, 2,45, and 7,31 m2/g and their hydrogen storage capacity were 4,02%, 2,02% and 2,22% g H2/g storage material, respectively. It was found that malonate containing complex has high surface area and high hydrogen storage capacity among the synthesized complexes. The hydrogen storage capacities of the complexes increases as their surface area increases.