توسعه و بهينه‌سازي سنتز MIL-101(Cr) به روش فراصوت با استفاده از روش سطح پاسخ

چارچوب MIL-101(Cr) يكي از موردمطالعه‌ترين چارچوب‌هاي آلي-فلزي با پايه كروم است. اين چارچوب از يون كروم و ليگاند ترفتاليك‌اسيد تشكيل‌شده‌است. در اين مطالعه، به‌منظور توسعه روش‌هاي كارآمد سنتز جايگزين، از روش فراصوت سنتز استفاده‌شد. بهينه‌سازي بازده اين چارچوب آلي-فلزي بامطالعه دو پارامتر اساسي، يعني دما و زمان، با استفاده از روش سطح پاسخ انجام‌شد. تأثير اين پارامترها از طريق طراحي مركب مركزي (CCD) ، بهينه‌شده و رفتار آن‌ها با استفاده از آناليز واريانس مورد تجزيه ‌و تحليل قرار‌گرفت. يك معادله درجه دوم براي پيش‌بيني رفتار فرآيند در شرايط مختلف با R2 برابر با 0.9998 ارائه‌شده‌است. كه نشان‌دهنده همپوشاني مناسب داده‌هاي تجربي و مقادير پيش‌بيني‌شده توسط مدل ارائه‌شده، براي ميزان بهينه بازده است. پارامترهاي حاصل از آناليز واريانس، نشان‌مي‌دهند كه زمان اثر معني‌دارتر و نقش مؤثرتري در مدل ايفا‌مي‌كند. ساختار نانوتركيب تهيه‌شده‌، با استفاده از تكنيك‌هاي طيف‌سنجي پراش پرتوي ايكس، طيف‌سنج مادون‌قرمز تبديل فوريه، آناليز توزين حرارتي، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و اندازه‌گيري سطح ويژه مواد و تخلخل‌سنجي جذب و واجذب نيتروژن به روش BET شناسايي‌شد. اين ماده يك سطح ويژه بسيار بالا (m2.g-1 2143)، حجم حفره بزرگ (cm3.g-1 0.8)، پايداري حرارتي/شيميايي/آب خوب دارد. همچنين نتايج حاصل از سنتز با استفاده از حمام فراصوت، نشان‌داد كه ذرات داراي حفره‌هاي ريز متخلخل، قفس‌هاي مزوپور و شكل هشت‌وجهي يكنواخت با اندازه متوسط 125 تا 260 نانومتر هستند. ميزان مصرف انرژي تابش فراصوت، بسيار كمتر از روش‌هاي هيدروترمال و سولوترمال است. بنابراين مي‌توان گفت كه فن‌آوري فراصوت، سبزتر، سريع‌تر و كارآمدتر از روش‌هاي گرمايش الكتريكي مرسوم است.