Optimizing the Green Synthesis of ZIF-8 by Reactive Extrusion Using In Situ Raman Spectroscopy
- We report the scale-up of a batch solid synthesis of zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) for reactive extrusion. The crystalline product forms in the extruder directly under the mixture of solid 2-methylimidazole and basic zinc carbonate in the presence of a catalytic amount of liquid. The process parameters such as temperature, liquid type, feeding rate, and linker excess were optimized using the setup specifically designed for in situ Raman spectroscopy. Highly crystalline ZIF-8 with a Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area of 1816 m2 g–1 was quantitatively prepared at mild temperature using a catalytic amount of ethanol and a small excess of the linker. Finally, we developed a simple and comprehensive approach to evaluating the environmental friendliness and scalability of metal–organic framework (MOF) syntheses in view of their large-scale production.
Autor*innen: | Nikita Gugin, José Antonio Villajos ColladoORCiD, O. Dautain, Michael MaiwaldORCiD, Franziska EmmerlingORCiD |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
Sprache: | Englisch |
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | ACS Sustainable Chemistry & Engineering |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2023 |
Organisationseinheit der BAM: | 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien |
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.4 Prozessanalytik | |
6 Materialchemie | |
6 Materialchemie / 6.0 Abteilungsleitung und andere | |
6 Materialchemie / 6.3 Strukturanalytik | |
Verlag: | ACS Publications |
Jahrgang/Band: | 11 |
Ausgabe/Heft: | 13 |
Erste Seite: | 5175 |
Letzte Seite: | 5183 |
DDC-Klassifikation: | Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie |
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten | |
Freie Schlagwörter: | In situ Raman; Large-scale processing; Mechanochemistry; Metal−organic frameworks; Twin-screw extrusion (TSE) |
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Chemie und Prozesstechnik |
Material | |
Material / Materialdesign | |
DOI: | 10.1021/acssuschemeng.2c07509 |
ISSN: | 2168-0485 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access") |
Datum der Freischaltung: | 24.04.2023 |
Referierte Publikation: | Ja |
Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 24.04.2023 |
Paper des Monats: | Ja |