جداسازی ایزوتوپ‌های هیدروژن توسط چهارچوب‌های آلی فلزی تغییر یافته

جداسازی ایزوتوپ‌های سبک می‌تواند از طریق سازوکار محدودسازی در ساختارهای مزومتخلخل و یا جذب قوی حاصل گردد. چارچوب‌های آلی با توجه به ساختار متخلخل قابل تنظیم و جایگاه‌های جذب نسبتاً قوی گزینه‌های مناسبی جهت جداسازی ایزوتوپ به نظر می‌رسند. در این پژوهش تشکیل کمپلکس‌های دی هیدروژن در مجاورت جایگاه فلزی باز چارچوب‌های آلی فلزی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا در گام نخست ساختار الکترونی چارچوب‌های الی فلز مبتنی بر ردیف اول فلزات واسطه با استفاده از نظریه تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس با بهره‌گیری از رهیافت شیمی کوانتومی و ملاحظات مربوط به سطح انرژی پتانسیل برهم‌کنش بین مولکول هیدروژن و جایگاه‌های فلزی باز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می‌دهد ساختار fe-mof چاه پتانسیل عمیق‌تری داشته و با توجه به جداسازی موثر انرژی نقطه صفر شانس بالاتری برای جداسازی ایزوتوپ ایجاد می‌نماید.

the separation of hydrogen isotopes via modified metal organic frameworks

hydrogen isotope separation can be achieved by confinement to small mesoporous structures or by strong adsorption sites. mofs are attractive candidates for isotope separation, considering their tunable pore structures and the potential to introduce adsorption sites. in this research, we investigate the formation of elongated dihydrogen complexes near mof’s open metal sites as a promising reaction for isotope separation. the electronic structure of all mofs (m is the first-row transition metal) is studied based on density functional theory. the quantum chemical approach suggests fe-mof as a promising candidate for isotope separation by modeling the non-covalent interactions with the active site/h2 cluster.