Utvikling av metallorganisk rammeverk basert kolorimetriske sensorer for deteksjon av organiske miljøgifter

Abstract

Søket etter nye metoder for deteksjon av forurensende stoffer har blitt drevet av en økning i miljøforurensning. På grunn av deres store overflateareal og variable porestørrelser, har Metal-Organic Frameworks (MOFs) blitt levedyktige alternativer. Det spesifikke målet med denne avhandlingen er å komme rundt grensene for tradisjonelle deteksjonsteknikker ved å utvikle MOF-baserte kolorimetriske sensorer for påvisning av organiske miljøgifter. Modifisering av MOFs med OH2 og NH2 funksjonelle grupper for forbedret pollutant adsorpsjon selektivitet er en avgjørende del av studien. Spesifikke ligander eller kromogene indikatorer kan legges til sensorer for å hjelpe med fokusert forurensningsdeteksjon. For å muliggjøre effektiv forurensningsadsorpsjon fokuserer arbeidet på å utvikle MOF-er med brede overflatearealer og optimalisere funksjonelle grupper. I tillegg undersøkes syntesemetoder og andre metaller som cerium og zirkonium for å forbedre kostnader og skalerbarhet. Dette betyr at sensorer gir en effektiv, rimelig og bærbar måte å oppdag organiske forurensninger på stedet. Videre etablerer de etablerte synteseteknikkene grunnlaget for videre undersøkelse og utvikling av MOF-baserte kolorimetriske sensorer. Fordi de gir et brukbart svar på problemet med deteksjon og reduksjon av forurensende stoffer, bidrar denne utviklingen sterkt til miljøvernarbeid og folkehelseinitiativer ved å utvide anvendelsen av MOF-er til et bredt spekter av organiske forurensninger.

The search for new pollutant detection methods has been driven by an increase in environmental pollution. Because of their large surface area and variable pore sizes, Metal-Organic Frameworks (MOFs) have become viable options. The specific goal of this thesis is to get around the limits of traditional detection techniques by developing MOF-based colorimetric sensors for the detection of organic pollutants. Modifying MOFs with OH2 and NH2 functional groups for improved pollutant adsorption selectivity is a crucial component of the study. Specific ligands or chromogenic indicators can be added to sensors to help with focused pollution detection. To enable effective pollutant adsorption, the work focuses on developing MOFs with wide surface areas and optimizing functional groups. In addition, synthesis methods and other metals like cerium and zirconium being investigated to improve cost and scalability. This means that sensors provide an efficient, affordable, and portable way to detect organic contaminants on-site. Moreover, the established synthesis techniques establish the groundwork for further investigation and advancement of MOF-based colorimetric sensors. Because they offer a workable answer to the problem of pollutant detection and mitigation, these developments greatly contribute to environmental conservation efforts and public health initiatives by expanding the application of MOFs to a wide spectrum of organic contaminants.