الروغان السطحية من الأطر المعدنية العضوية لمقاومة الرطوبة محسنة

تحسين استقرار المياه أمرا بالغ الأهمية لدمج الأطر العضوية في التطبيقات التي تتطلب متطلبات كيميائية. يمكن أن تساعد طريقتنا في زيادة استقرار الأف العضوية غير المستقرة في الماء. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها لا تسمح فقط بتعديل الكراهية للماء للمادة المطلية ، ولكنها تسمح لنا أيضا بالتحكم في وظائف الطلاء.

تستفيد هذه التقنية من المواقع المعدنية المفتوحة الحفازة الموجودة في بعض الأطر العضوية ، والتي يمكن أن تؤدي إلى بلمرة جزيئات الكاتيكول على سطح البلورات دون التأثير على المسامية الكلية للمادة. أولا ، أحضر قارورة زجاجية سعة أربعة ملليلتر ، وملعقتين ، وماصة دقيقة سعة ملليلتر واحد في صندوق القفازات. يجب توخي الحذر بشكل خاص من أجل الحفاظ على ظروف التفاعل الخالية من الأكسجين.

أضف 50 ملليغرام من hdcat إلى القارورة الزجاجية. ثم أضف ملليلترا واحدا من الكلوروفورم اللامائي إلى القارورة الزجاجية. بعد ذلك ، أضف 10 ملليغرام من HKUST إلى محلول hdcat ، وأغلق القارورة بإحكام.

بعد إزالة القارورة من صندوق القفازات ، قم بصوتنة تعليق HKUST و hdcat لبضع ثوان لتجانس المحلول. تأكد من إغلاق القارورة بإحكام ، وضعها في فرن على حرارة 70 درجة مئوية طوال الليل. بعد إخراج القارورة من الفرن ، انقلها إلى صندوق القفازات باستخدام أنبوب طرد مركزي سعة 15 مل.

في صندوق القفازات ، انقل محتويات القارورة إلى أنبوب الطرد المركزي باستخدام الكلوروفورم اللامائي الطازج. بعد إزالة أنبوب الطرد المركزي من صندوق القفازات ، افصل المادة المطلية عن طريق الطرد المركزي عند 3 ، 354 مرة جم لمدة دقيقة واحدة. بمجرد إعادة أنبوب الطرد المركزي إلى صندوق القفازات ، قم باستخراج المادة الطافية بعناية باستخدام قطارة وتخزينها في قارورة زجاجية نظيفة سعة 40 مل.

بعد ذلك ، قم بتعليق المادة المطلية في ثلاثة ملليلتر من الكلوروفورم اللامائي من أجل إزالة وحدات الكاتيكولول المبلمرة غير المتصلة بسطح البلورات. بعد إزالة الكلوروفورم ، قم بتعليق المادة المطلية في ثلاثة ملليلتر من الميثانول اللامائي لإزالة جزيئات hdcat غير المتفاعلة. بعد تكرار خطوة الغسيل ثلاث مرات ، انقل hdcat-HKUST المغسولة إلى قارورة زجاجية باستخدام الميثانول اللامائي

بمجرد أن تستقر المادة الصلبة المطلية في قاع القارورة ، قم بإزالة المادة الطافية واترك المسحوق يجف في درجة حرارة الغرفة في صندوق القفازات. أحضر قارورة زجاجية سعة أربعة ملليلتر وملعقتين وماصة دقيقة سعة ملليلتر واحد في صندوق القفازات. أضف 50 ملليغرام من fdcat إلى القارورة الزجاجية.

ثم أضف ملليلترا واحدا من الكلوروفورم اللامائي إلى القارورة الزجاجية. بعد ذلك ، أضف 10 ملليغرام من HKUST إلى محلول fdcat ، وأغلق القارورة بإحكام. بعد إزالة القارورة من صندوق القفازات ، قم بصوتنة تعليق HKUST و fdcat لبضع ثوان لتجانس المحلول.

تأكد من إغلاق القارورة بإحكام ، وضعها في الفرن على حرارة 70 درجة مئوية طوال الليل. بعد إخراج القارورة من الفرن ، انقلها إلى صندوق القفازات باستخدام أنبوب طرد مركزي سعة 15 مل. في صندوق القفازات ، انقل محتويات القارورة إلى أنبوب الطرد المركزي باستخدام الكلوروفورم اللامائي الطازج.

بعد إزالة أنبوب الطرد المركزي من صندوق القفازات ، افصل المادة المطلية عن طريق الطرد المركزي عند 3 ، 354 مرة جم لمدة دقيقة واحدة. بمجرد إعادة أنبوب الطرد المركزي إلى صندوق القفازات ، قم باستخراج المادة الطافية بعناية باستخدام قطارة وتخزينها في قارورة زجاجية نظيفة سعة 40 مل. بعد ذلك ، قم بتعليق المادة المطلية في ثلاثة ملليلتر من الكلوروفورم اللامائي من أجل إزالة وحدات الكاتيكولول المبلمرة غير المتصلة بسطح البلورات.

بعد إزالة الكلوروفورم ، قم بتعليق المادة المطلية في ثلاثة ملليلتر من الميثانول اللامائي لإزالة جزيئات fdcat غير المتفاعلة. بعد تكرار خطوة الغسيل ثلاث مرات ، انقل fdcat-HKUST المغسول إلى قارورة زجاجية باستخدام الميثانول اللامائي بمجرد أن تستقر المادة الصلبة المطلية في قاع القارورة ، قم بإزالة المادة الطافية واترك المسحوق يجف في درجة حرارة الغرفة في صندوق القفازات.

تظهر البلورات المعدلة على السطح زيادة في مقاومة الماء عند نقعها في الماء. بالمقارنة مع HKUST ، التي تغرق على الفور في قاع القارورة ، يمكن أن يقف hdcat-HKUST و fdcat-HKUST في الماء لعدة أيام دون أن يغرق. تؤكد قياسات زاوية التلامس أنها متفوقة

يظهر طيف FT-IR ل hdcat-HKUST نطاقات تتوافق مع اهتزازات تمدد الألكان C-H لسلسلة الألكيل hdcat ، والتي لا توجد في HKUST. بالنسبة إلى fdcat-HKUST ، تظهر اهتزازات تمدد الألكان C-F في الطيف ، والتي لا يتم ملاحظتها في HKUST. تظهر صور SEM ل hdcat-HKUST و fdcat-HKUST طبقة مموجة خارجية تحيط بالبلورات ، مما يشير إلى بلمرة فعالة على البلورات مع احترام مورفولوجيتها.

تظهر قياسات XPS وجود النحاس I في hdcat-HKUST و fdcat-HKUST ، والذي يعزى إلى تفاعل شقوق الكاتيكول بواسطة وحدات النحاس على السطح والبلمرة اللاحقة. استمر تكوين الطلاءات الكاتيكولات على HKUST دون أي تأثير على التركيب البلوري ل HKUST ، كما أكدته قياسات حيود الأشعة السينية للمسحوق. تم تأكيد ذلك أيضا من خلال قياسات المسامية عند 77 كلفن ، والتي أظهرت أن hdcat-HKUST و fdcat-HKUST يحتفظان بمساحة سطحهما مع اختلافات طفيفة بعد عملية الطلاء.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم الحفاظ على ظروف التفاعل الخالية من الأكسجين ، حيث يمكن للأكسجين أن يعزز بلمرة جزيئات الكاتيكول في المحلول بدلا من سطح البلورات. باتباع هذا الإجراء ، تمكنا من تعديل قابلية البلل لمواد MOF عن طريق التوظيف البسيط لأسطحها الخارجية. أيضا ، تمكننا هذه التقنية من التحكم في وظائف الطلاء ، مما يمكننا من الحصول على وظائف جديدة لم تكن موجودة في المواد العارية ، مثل الفصل اللولبي أو التقاط المركبات العضوية المتطايرة.