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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.

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Autor*innen:Nikita Gugin, José Antonio Villajos ColladoORCiD, O. Dautain, Michael MaiwaldORCiD, Franziska EmmerlingORCiD
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
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