doktorska disertacija
Maja Reberc (Avtor), Anton Meden (Mentor), Franc Perdih (Član komisije za zagovor), Matjaž Mazaj (Član komisije za zagovor), Anton Kokalj (Član komisije za zagovor), Jernej Stare (Komentor)

Povzetek

Uporaba vodika kot nosilca energije je eno večjih področij znanstvenih raziskav, osredotočenih na zmanjšanje ogljičnega odtisa energetike. Med glavnimi težavami področja so materiali in sistemi za hranjenje vodika, saj ima ta kljub veliki masni energijski gostoti nizko volumsko gostoto. Z namenom shranjevanja vodika sem v tem delu razvila kovinsko-organski material na osnovi derivata imidazola in borohidridnih enot. V prvem delu je predstavljena sinteza in karakterizacija materiala ZIF-8/LiBH$_4$, sestavljenega iz mikroporoznega zeolitnega imidazolatnega ogrodja ZIF-8 (spojine cinkovih kationov v vlogi kovinskih centrov ter 2-metilimidazolatnih anionov v vlogi ligandov) in v njem nanoomejenega gostujočega borohidrida LiBH$_4$. Pokazali smo, da material prične sproščati vodik pri relativno nizki temperaturi okrog 120 ◦C, veže CO$_2$ in ni stabilen na zraku. Na podlagi rezultatov računskih metod, osnovanih na periodični metodologiji DFT, smo sklepali tudi na možnosti urejanja gostujoče zvrsti v porah ogrodja. Dodatno smo karakterizirali tudi [Mg$_3${(Im)BH$_2$(Im)}$_6$(ImH)$_6$]·CH$_3$CN (v formuli Im$^–$ predstavlja imidazolatni anion, ImH pa 1H-imidazol), kompleksno spojino, sestavljeno iz treh magnezijevih kationov, povezanih z mostički iz imidazola in borohidridnega aniona, ter jo poskusili uporabiti kot prekurzor za nadaljnje sinteze. Pokazali smo, da je na zraku stabilna in določili temperaturo njenega razpada. Z računskimi metodami smo raziskali tudi obnašanje solvatnih molekul CH$_3$CN. V okviru tega dela je za podporo raziskovalnemu delu nastalo več računalniških programov, med drugim program za indeksiranje praškovnih difraktogramov z metodo Monte Carlo in program za obdelavo kristalnih struktur. Predstavljeno je njihovo delovanje ter splošne izkušnje s pisanjem programov in njihovim deljenjem z javnostjo.

Ključne besede

shranjevanje vodika;kovinski hidridi;kompleksni hidridi;borohidridi;zeolitna imidazolatna ogrodja;ZIF;računalniški programi;doktorske disertacije;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija: UL FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Založnik: [M. Reberc]
UDK: 546.11:538.9(043.3)
COBISS: 174722051 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 135
Št. prenosov: 9
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Nanoconfinement of metal borohydrides in zeolitic imidazolate frameworks
Sekundarni povzetek: The use of hydrogen as an energy carrier is one of the major scientific fields focused on lowering the carbon footprint of energetics. Even though the gravimetric energy density of hydrogen is very favourable, its volumetric density is low, necessitating the development of advanced storage materials and techniques. This work presents the synthesis and characterization of hydrogen storage material ZIF-8/LiBH$_4$, composed of microporous zeolitic imidazolate framework ZIF-8 (the compound of zinc cations and 2-methylimidazolate anion ligands) and nanoconfined borohydride LiBH$_4$. The material has a relatively low dehydrogenation onset temperature of about 120 ◦C, binds CO$_2$, and is not stable in air. Based on periodic DFT calculations, we have made predictions on the behaviour of the nanoconfined species in the pores of the framework. We have performed additional characterization of [Mg$_3${(Im)BH$_2$(Im)}$_6$(ImH)$_6$]·CH$_3$CN, a trinuclear magnesium complex compound, where magnesium centres are bridged by imidazole-substituted borohydride anions, and attempted to use it as a precursor for further syntheses. We have shown that the compound is stable in air and determined the temperature of its thermal decomposition. We have explored the behaviour of CH$_3$CN solvate molecules by DFT methods. Several computer programs were developed in this work to support the research process, including a program for powder pattern indexing using the Monte Carlo method and a program for crystal structure manipulation. The principles of their operations, as well as general experience with publicly sharing the programs, is presented.
Sekundarne ključne besede: zeolitic imidazolate frameworks;borohydrides;hydrogen storage;computer programs;Vodik;Disertacije;Shranjevanje;
Vrsta dela (COBISS): Doktorsko delo/naloga
Študijski program: 1000381
Konec prepovedi (OpenAIRE): 1970-01-01
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za kemijo in kemijsko tehnologijo
Strani: VIII, 133 str.
ID: 21002721