Sintesis dan karakterisasi senyawa kompleks logam Zn (II) dengan ligan 2-metil imidazol menggunakan metode solvotermal

ABSTRAK:

Seng (Zn) merupakan logam berwarna pucat keabu-abuan dan sangat mengkilap yang cukup reaktif apabila bereaksi dengan oksigen dan merupakan jenis logam yang tidak mudah teruraikan di udara. Ligan 2-metil imidazol digunakan dalam penelitian ini karena kemampuannya membentuk ikatan koordinasi yang stabil dengan Zn(II) yang akan menghasilkan struktur ZIF-8 yang memiliki stabilitas dan porositas tinggi serta sifat kimia fisika yang mendukung aplikasi di bidang drug delivery dan biomedis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik struktur dan morfologi senyawa kompleks logam Zn (II) dengan ligan 2-metil imidazol menggunakan metode solvotermal pada suhu sintesis 140C dengan variasi waktu 12 dan 24 jam. Karakterisasi dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray Mapping (SEM-EDX Mapping), dan Brunauer Emmet Teller (BET). Produk sintesis senyawa kompleks Zn-2MeIm (ZIF-8) pada kedua variasi waktu menghasilkan serbuk kuning pucat dengan kecenderungan massa produk yang paling tinggi pada variasi waktu 12 jam. Hasil XRD menunjukkan bahwa kedua variasi waktu memiliki puncak difraksi khas struktur ZIF-8 topologi sodalit, dengan kristalinitas tertinggi dan ukuran kristal terkecil diperoleh pada waktu 24 jam. Hasil SEM-EDX mapping menunjukkan morfologi kristal berbentuk rhombic dodecahedron pada kedua variasi. Analisis BET menunjukkan kedua sampel memiliki fasa mesopori dengan luas permukaan spesifik dan volume pori tertinggi dicapai pada variasi waktu 24 jam.

ABSTRACT:

Zinc (Zn) is a pale grayish and very shiny metal that is quite reactive when reacting with oxygen and is a type of metal that is not easily decomposed in air. The 2-methyl imidazole ligand was used in this study because of its ability to form a stable coordination bond with Zn(II) which will produce a ZIF-8 structure that has high stability and porosity as well as physical chemical properties that support applications in the field of drug delivery and biomedicine. This study aims to determine the structural and morphological characteristics of Zn(II) metal complex compounds with 2-methyl imidazole ligands using the solvothermal method at a synthesis temperature of 140°C with time variations of 12 and 24 hours. Characterization was carried out using X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray Mapping (SEM-EDX Mapping), and Brunauer Emmet Teller (BET). The synthesis product of Zn-2MeIm (ZIF-8) complex compound in both time variations produced pale yellow powder with the highest product mass tendency at 12 hours time variation. XRD results showed that both time variations had typical diffraction peaks of ZIF-8 sodalite topology structure, with the highest crystallinity and smallest crystal size obtained at 24 hours. SEM-EDX mapping results showed rhombic dodecahedron crystal morphology in both variations. BET analysis showed that both samples had mesoporous phase with the highest specific surface area and pore volume achieved at 24 hours time variation.

مستخلص البحث:

.
الزنك (Zn) معدن رمادي باهت شديد اللمعان، شديد التفاعل مع الأكسجين، وهو من المعادن التي لا تتحلل بسهولة في الهواء. استُخدمت رابطة 2-ميثيل إيميدازول في هذه الدراسة لقدرتها على تكوين روابط تنسيقية مستقرة مع أيونات الزنك(Zn(II)) ، مما ينتج عنه بنية ZIF-8 ذات استقرار ومسامية عاليتين، بالإضافة إلى خصائص فيزيائية وكيميائية تدعم تطبيقاتها في توصيل الأدوية والطب الحيوي. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد الخصائص البنيوية والمورفولوجية لمركبات معقدات الزنك (Zn(II)) مع روابط 2-ميثيل إيميدازول باستخدام طريقة التخليق الحراري المائي عند درجة حرارة 140 درجة مئوية، مع اختلاف زمني قدره 12 و24 ساعة. أُجريت عملية التوصيف باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، والمجهر الإلكتروني الماسح مع رسم خرائط الأشعة السينية المشتتة للطاقة (SEM-EDX)، وقياس مساحة السطح النوعية (BET). أنتج مُركّب Zn-2MeIm (ZIF-8) الناتج عن التخليق، عند كلا الزمنين، مسحوقًا أصفر باهتًا، مع أعلى ميل لكتلة الناتج عند زمن 12 ساعة. أظهرت نتائج حيود الأشعة السينية (XRD) أن كلا التغيرين الزمنيين أظهرا قمم حيود نموذجية لبنية صوداليت ZIF-8، مع أعلى درجة تبلور وأصغر حجم بلوري تم الحصول عليهما عند 24 ساعة. وأظهرت نتائج رسم الخرائط باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM-EDX) شكلًا بلوريًا معينيًا ذا اثني عشر وجهًا في كلا التغيرين. ويُبين تحليل BET أن كلا العينتين لهما طور مسامي متوسط، حيث تم الحصول على أعلى مساحة سطحية نوعية وحجم مسام عند تغير زمني قدره 24 ساعة.