Sintesi di Solvothermal di MIL-96 e UiO-66-NH2 su strato atomico depositato rivestimenti in ossido di metallo su stuoie di fibra

Summary

Quadri di metallo-organici sono efficaci nel deposito di gas e catalisi eterogenea, ma il risultato di metodi di sintesi tipico in polveri sfuse che sono difficili da incorporare materiali intelligenti. Dimostriamo un metodo dei primi tessuti di rivestimento con ossidi metallici di ALD, conseguente film conformal di MOF sui tessuti durante la sintesi di solvothermal.

Abstract

Metallo-organico Framework (MOF), che contengono i cluster metallo reattivi e leganti organici consentendo grande porosità e superfici, si sono dimostrati efficaci nella catalisi, separazioni e adsorbimento di gas. MOF più comunemente sono sintetizzati come polvere alla rinfusa, che richiedono ulteriori processi per aderire ai tessuti e ai dispositivi funzionali che rischiano la riduzione della capacità di assorbimento e porosità di polvere. Qui, dimostriamo un metodo dei primi tessuti di rivestimento con pellicole di ossido di metallo mediante deposizione di strati atomici (ALD). Questo processo crea conformal film di spessore controllabile su ogni fibra, fornendo una superficie più reattiva per la nucleazione di MOF. Immergendo il tessuto ALD rivestito in soluzione durante la sintesi di solvothermal MOF, il file MOF creare un rivestimento conformal, ben rispettato sulle fibre, risultante in un tessuto di MOF-funzionalizzati, senza materiali di adesione aggiuntivi che possono bloccare i pori MOF e siti funzionali. Qui dimostriamo due metodi di sintesi di solvothermal. In primo luogo, noi formiamo uno strato MIL-96(Al) su fibre del polipropilene utilizzando condizioni sintetiche che convertire l'ossido di metallo in MOF. Utilizzando film inorganici iniziale di vari spessori, diffusione del linker organici nell'inorganico permette di controllare l'estensione di MOF caricamento sul tessuto. In secondo luogo, eseguiamo una sintesi di solvothermal di UiO-66-NH₂ in cui il modello MOF costituisce l'ossido di metallo conformal Rivestimento fibre di poliammide-6 (PA-6), producendo così un film sottile uniforme e conformal di MOF sul tessuto. Il materiale risultante possono essere direttamente incorporato nel filtro dispositivi o indumenti protettivi ed eliminano le qualità malriuscite di cipria in polvere.

Introduction

Quadri di metallo-organici sono strutture cristalline composto da centri di cluster metallici reattivi colmati da linker molecola organica per fornire grande porosità e superfici. Loro struttura, porosità e funzionalità possono essere progettati scegliendo cluster appropriato e linker, che porta a superficie aree alte come 7.000 m²/g_MOF^1,2. Loro elevata porosità e la superficie hanno reso MOF diversamente applicabili in adsorbimento, la separazione e la catalisi eterogenea in campi che vanno dalla produzione di energia alle preoccupazioni ambientali a processi biologici^1....

Protocol

1. atomic Layer Deposition (ALD) Al₂O₃ su stuoie di fibra

1. Posizionare un campione di tessuto in polipropilene² 2,54 x 2,54 cm nella barca reattore (un titolare della maglia sottile, rigida, metallo). Un disegno schematico del reattore è presentato nella Figura 2.
2. Aprire il manometro. Rimuovere il fermaglio dal tappo del reattore. Attivare il controllo manuale del sistema di LabView. Chiudere la valvola di azoto e cancello di vettore sul reattore ALD. Aprire l'azoto di sfiato.
3. Dopo aver rimosso il tappo del reattore, caricare il campione di tessuto nel reattore ALD. Sostituire ....

Results

Per descrivere i materiali MOF/tessuto, si delineano due termini relazionati alla superficie misurata. In primo luogo, proiettata superficie, cm²_proiettata, si riferisce alla dimensione macroscopica del campione di tessuto, come misurato con un righello, vale a dire., l'area del campione di proiettata ombra. La seconda superficie di interesse è la superficie della scommessa, calcolata da un'isoterma di azoto ottenuto a 77 K. Tali valori sono indicati in unit.......

Discussion

Il rivestimento di ALD influenza fortemente l'adesione e il caricamento di MOF. In primo luogo, a seconda del tipo di substrato e precursore ALD, lo strato ALD possa formare un guscio esterno distinto intorno la fibra o diffondono la fibra per creare una transizione graduale verso il rivestimento di ossido di metallo²⁰. Il guscio rigido è stato osservato su substrati di cotone e nylon, mentre diffusivi strati possono essere osservati in polipropilene in condizioni adeguate. In secondo luogo, la di.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
trimetilalluminio	Strem Chemicals	93-1360
reattore ALD costruito in casa	N / A
cilindro di azoto	Arc3	UN1066
acido trimesico	Sigma-Aldrich	482749-500G
etanolo	Koptec	V1001
autoclave rivestita in teflon	PARR Instrument Company	4760-1211
forno isotemp	Fisher Scientific	F47925
Cloruro di zirconio (IV)	Alfa Aesar	12104
Acido 2-aminotereftalico	Acros Organics	278031000
N,N-dimetilformammide	Fisher Scientific	D119-4
Acido cloridrico	Fisher Scientific	A481-212
Tappeti in fibra di polipropilene	N/A
Tappeti in fibra di poliammide	N/A