Name: Oppervlakte Functionalization van metaal-organische kaders voor verbeterde vochtbestendigheid (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-05T15:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Leer een methode voor oppervlaktefunctionalisatie van metaal-organische kaders met catecholcoatings om de waterstabiliteit te verbeteren zonder de porositeit aan te tasten.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit werk werd gesteund door de EU (ERC Stg Chem-fs-MOF 445 714122), Spaanse MINECO (eenheid van Excellence MDM-2015-0538), en de Generalitat Valenciana 447 (Grant GV/2016/137). C.M.-G. en J.C.-G. dank het Spaans 448 MINECO voor een Ramón y Cajal Fellowship en FPI beurs 449 (CTQ2014-59209-P), respectievelijk. N.M.P. bedankt de Junta de 450 Andalucía voor een postdoctorale fellowship P10-FQM-6050. F.N. en 451 D.R.M. zijn ook de financiële steun aangeboden door 452 dankbaar Project MAT2015-70615-R van de Spaanse regering en 453 met EFRO-middelen. De ICN2 wordt gefinancierd door de CERCA programma/Generalitat de Catalunya en ondersteund door de Severo Ochoa-programma van het Spaanse ministerie van economische zaken, industrie en concurrentievermogen (MINECO, neen verlenen. SEV-2013-0295).

1. Synthetische Procedure van hdcat@HKUST
Opmerking: Het hele proces moet worden uitgevoerd binnen een handschoen-vak om te voorkomen dat elk contact met de ambient vocht. Dienovereenkomstig, de reagentia en de oplosmiddelen gebruikt moet droog en opgeslagen in het handschoenenkastje.
<ol><li>Een open 4 mL glazen ampul, twee spatels en een micropipet van 1 mL te brengen in het handschoenenkastje.</li>
	<li>Breng 50 mg hdcat in de glazen ampul. Opmerking: In sommige gevallen, een anti-statische pistool kan noodzakelijk zijn om te voorkomen dat de bijwerkingen van statische elektriciteit.</li>
	<li>1 mL van watervrij chloroform in de glazen ampul met hdcat plaatsen. Opmerking: Niet alle hdcat volledig op kamertemperatuur kan worden opgelost, maar het heel snel oplost, wanneer de flacon in de oven in de volgende stappen is geplaatst.</li>
	<li>10 mg HKUST plaats in de chloroformoplossing met hdcat en verzegel de flacon strak.</li>
	<li>Neem het flesje uit de handschoen-doos en bewerk ultrasone trillingen ten de opschorting van HKUST en hdcat in chloroform voor een paar seconden om het homogeniseren van de oplossing. Opmerking: Niet blootstellen de inhoud van het flesje om de lucht zoals de invoering van O2 in de media reactie de polymerisatie van het catechol-eenheden in de oplossing in plaats van op het oppervlak van de kristallen15 rijden kon.</li>
	<li>Plaats de ampul in de oven op 70 ° C's nachts. Ervoor te zorgen dat de flacon is strak verzegeld teneinde de verdamping van de chloroform tijdens de reactie (kookpunt (CHCl3) = 61,2 ° C). Opmerking: In sommige gevallen een Teflon-strip rondom de schroefdop nuttig kan zijn. Dit protocol vereist een voorverwarmde oven op 70 ° C. De temperatuur mag niet hoger zijn dan 70 ° C, zoals amorf producten kunnen worden verkregen.</li>
</ol>2. Procedure van hdcat@HKUST wassen
<ol><li>Neem het flesje uit de oven na wordt 's nachts bij 70 ° C en het overbrengen naar de handschoen-box samen met een tube van 15 mL centrifuge.</li>
	<li>De inhoud van de flacon overbrengen in de centrifugebuis binnen de handschoen-box met verse watervrij chloroform.</li>
	<li>De gecoate materiële hdcat@HKUST scheiden door middel van centrifugeren (3354 x g, 1 min). Zorg ervoor dat de centrifugebuis strak wordt afgetopt, zoals het uit de handschoen-doos moet worden genomen om het centrifugeren van het materiaal.</li>
	<li>Voeren de centrifugebuis snel in het handschoenenkastje na het centrifugeren.</li>
	<li>Pak het supernatant zorgvuldig met behulp van een druppelaar en opslaan in een schone 40 mL glazen ampul.</li>
	<li>Het gecoat materiaal in 3 mL watervrij CHCl3 worden onderbroken om te verwijderen mogelijk gepolymeriseerde catechol-eenheden die niet zijn aangesloten op het oppervlak van de kristallen.</li>
	<li>Herhaal stap 2.3-2.6 driemaal.</li>
	<li>Schorten het gecoat materiaal in 3 mL watervrij methanol.</li>
	<li>Herhaal stap 2.3-2.6 driemaal, maar met behulp van watervrij methanol ter opheffing van spoorverontreiniging hdcat moleculen. Opmerking: Gooi niet weg de hdcat oplossingen zoals het product hersteld door langzame verdamping van de oplossingen in het handschoenenkastje en opnieuw gebruikt kan worden.</li>
	<li>De gewassen hdcat@HKUST overbrengen in een glazen ampul met behulp van watervrij methanol en wacht totdat de gecoate solid vestigt zich aan de onderkant van de flacon.</li>
	<li>Neem uit het supernatant en laat het drogen bij kamertemperatuur in het handschoenenkastje poeder.</li>
</ol>3. Synthetische Procedure van fdcat@HKUST
Opmerking: Het hele proces moet worden uitgevoerd binnen een handschoen-vak om te voorkomen dat elk contact met de ambient vocht. Dienovereenkomstig, de reagentia en de oplosmiddelen gebruikt moet droog en opgeslagen in het handschoenenkastje.
<ol><li>Een open 4 mL glazen ampul, twee spatels en een micropipet van 1 mL in het handschoenenkastje introduceren.</li>
	<li>Plaats 50 mg fdcat binnen de glazen ampul. Opmerking: In sommige gevallen, een anti-statische pistool kan noodzakelijk zijn om te voorkomen dat de bijwerkingen van de statische elektriciteit.</li>
	<li>1 mL van watervrij chloroform in de glazen ampul met fdcat plaatsen. Opmerking: Niet alle de fdcat volledig op kamertemperatuur kan worden opgelost, maar het heel snel oplost, wanneer de flacon in de oven in de volgende stappen is geplaatst.</li>
	<li>10 mg HKUST plaats in de chloroformoplossing met fdcat en verzegel de flacon strak.</li>
	<li>Neem het flesje uit de handschoen-doos en bewerk ultrasone trillingen ten de opschorting van HKUST en fdcat in chloroform voor een paar seconden om het homogeniseren van de oplossing. Opmerking: Stel de inhoud van het flesje om de lucht in ieder geval niet bloot, zoals de invoering van O2 in de media reactie de polymerisatie van het catechol-eenheden in de oplossing in plaats van op het oppervlak van de kristallen15 rijden kon.</li>
	<li>Plaats de ampul in de oven op 70 ° C's nachts. Ervoor te zorgen dat de flacon is strak verzegeld teneinde de verdamping van chloroform tijdens de reactie (kookpunt (CHCl3) = 61,2 ° C). Opmerking: In sommige gevallen een teflon-strip rondom de schroefdop nuttig kan zijn. Dit protocol vereist een voorverwarmde oven op 70 ° C. De temperatuur mag niet hoger zijn dan 70 ° C, zoals amorf producten kunnen worden verkregen.</li>
</ol>4. wassen Procedure van fdcat@HKUST
<ol><li>Neem het flesje uit de oven na wordt 's nachts bij 70 ° C en het overbrengen naar de handschoen-box samen met een tube van 15 mL centrifuge.</li>
	<li>De inhoud van de flacon overbrengen in de centrifugebuis binnen de handschoen-box met verse watervrij chloroform.</li>
	<li>De gecoate materiële fdcat@HKUST scheiden door middel van centrifugeren (3354 x g, 1 min). Zorg ervoor dat de centrifugebuis strak wordt afgetopt, zoals het uit de handschoen-doos moet worden genomen om het centrifugeren van het materiaal.</li>
	<li>Integreren in de centrifugebuis snel het handschoenenkastje na het centrifugeren.</li>
	<li>Pak het supernatant zorgvuldig met behulp van een druppelaar en opslaan in een schone 40 mL glazen ampul.</li>
	<li>Het gecoat materiaal in 3 mL watervrij CHCl3 worden onderbroken om te verwijderen mogelijk gepolymeriseerde catechol-eenheden die niet zijn aangesloten op het oppervlak van de kristallen.</li>
	<li>Herhaal stap 4.3-4.6 driemaal.</li>
	<li>Schorten het gecoat materiaal in 3 mL watervrij methanol.</li>
	<li>Herhaal stap 4.3-4.6 driemaal, maar met behulp van watervrij methanol ter opheffing van spoorverontreiniging fdcat moleculen. Opmerking: Gooi niet weg de fdcat oplossingen zoals het product hersteld door langzame verdamping van de oplossingen in het handschoenenkastje en opnieuw gebruikt kan worden.</li>
	<li>De gewassen fdcat@HKUST overbrengen in een glazen ampul met behulp van watervrij methanol en wacht totdat de gecoate solid vestigt zich aan de onderkant van de flacon.</li>
	<li>Neem uit het supernatant en laat het drogen bij kamertemperatuur in het handschoenenkastje poeder.</li>
</ol>

<ol><li>Banerjee, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-organic+framework+with+optimally+selective+xenon+adsorption+and+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Metal-organic framework with optimally selective xenon adsorption and separation.</a> Nature Communications. 7, (2016).</li>
<li>Elsaidi, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cc/c5cc06577a#!divAbstract">Hydrophobic pillared square grids for selective removal of CO 2from simulated flue gas.</a> Chemical Communications. 51 (85), 15530-15533 (2015).</li>
<li>Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keeffe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks. <a target="_blank" href="http://science.sciencemag.org/content/341/6149/1230444">Science</a>. 341 (6149), New York, N.Y. 1230444(2013).</li>
<li>Howarth, A. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/natrevmats201518">Chemical, thermal and mechanical stabilities of metal-organic frameworks.</a> Nature Reviews Materials. 1 (3), 15018(2016).</li>
<li>Burtch, N. C., Jasuja, H., Walton, K. S. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25264821">Water Stability and Adsorption in Metal-Organic Frameworks.</a> Chem Rev. , (2014).</li>
<li>Guo, P., Dutta, D., Wong-Foy, A. G., Gidley, D. W., Matzger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+Sensitivity+in+Zn4O-Based+MOFs+is+Structure+and+History+Dependent%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Water Sensitivity in Zn4O-Based MOFs is Structure and History Dependent.</a> Journal of the American Chemical Society. , 150213132255001(2015).</li>
<li>Gao, W. Y., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.5b00084">Remote stabilization of copper paddlewheel based molecular building blocks in metal-organic frameworks.</a> Chemistry of Materials. 27 (6), 2144-2151 (2015).</li>
<li>Devic, T., Serre, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+valence+3p+and+transition+metal+based+MOFs%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">High valence 3p and transition metal based MOFs.</a> Chemical Society Reviews. 43 (43), 6097-6115 (2014).</li>
<li>He, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Stable+Metal-Organic+Framework+Featuring+a+Local+Buffer+Environment+for+Carbon+Dioxide+Fixation%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A Stable Metal-Organic Framework Featuring a Local Buffer Environment for Carbon Dioxide Fixation.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 57 (17), 4657-4662 (2018).</li>
<li>Nguyen, J. G., Cohen, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moisture-resistant+and+superhydrophobic+metal-organic+frameworks+obtained+via+postsynthetic+modification%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Moisture-resistant and superhydrophobic metal-organic frameworks obtained via postsynthetic modification.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (13), 4560-4561 (2010).</li>
<li>Sun, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imparting+amphiphobicity+on+single-crystalline+porous+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Imparting amphiphobicity on single-crystalline porous materials.</a> Nature Communications. 7, 13300(2016).</li>
<li>Decoste, J. B., Peterson, G. W., Smith, M. W., Stone, C. A., Willis, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+stability+of+Cu-BTC+MOF+via+perfluorohexane+plasma-enhanced+chemical+vapor+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Enhanced stability of Cu-BTC MOF via perfluorohexane plasma-enhanced chemical vapor deposition.</a> Journal of the American Chemical Society. 134 (3), 1486-1489 (2012).</li>
<li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-specific+functionalization+of+nanoscale+metal-organic+frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Surface-specific functionalization of nanoscale metal-organic frameworks.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 54 (49), 14738-14742 (2015).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ta/c7ta05800d#!divAbstract">A molecular-level superhydrophobic external surface to improve the stability of metal-organic frameworks.</a> Journal of Materials Chemistry A. 5 (35), 18770-18776 (2017).</li>
<li>Saiz-Poseu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Versatile+Nanostructured+Materials+via+Direct+Reaction+of+Functionalized+Catechols%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Versatile Nanostructured Materials via Direct Reaction of Functionalized Catechols.</a> Advanced Materials. 25 (14), 2066-2070 (2013).</li>
<li>de Oliveira, J. A. F., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/dt/c6dt02032a#!divAbstract">Dopamine polymerization promoted by a catecholase biomimetic Cu II(µ-OH)Cu IIcomplex containing a triazine-based ligand.</a> Dalton Transactions. 45 (39), 15294-15297 (2016).</li>
<li>Koval, I. A., Gamez, P., Belle, C., Selmeczi, K., Reedijk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+models+of+the+active+site+of+catechol+oxidase%3A+mechanistic+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Synthetic models of the active site of catechol oxidase: mechanistic studies.</a> Chemical Society Reviews. 35 (9), 814(2006).</li>
<li>Yang, J., Cohen Stuart, M. A., Kamperman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Jack+of+all+trades%3A+versatile+catechol+crosslinking+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Jack of all trades: versatile catechol crosslinking mechanisms.</a> Chemical Society Reviews. 43 (43), 8271-8298 (2014).</li>
<li>Castells-Gil, J., Novio, F., Padial, N. M., Tatay, S., Ruíz-Molina, D., Martí-Gastaldo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Functionalization+of+Metal-Organic+Framework+Crystals+with+Catechol+Coatings+for+Enhanced+Moisture+Tolerance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Surface Functionalization of Metal-Organic Framework Crystals with Catechol Coatings for Enhanced Moisture Tolerance.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9 (51), 44641-44648 (2017).</li>
<li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Specific+Functionalization+of+Nanoscale+Metal-Organic+Frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Surface-Specific Functionalization of Nanoscale Metal-Organic Frameworks.</a> Angewandte Chemie. 127 (49), 14951-14955 (2015).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De methode gerapporteerd in dit werk biedt een eenvoudige en effectieve aanpak voor de oppervlakte modificatie van MOF kristallen door directe reactie met synthetische catechols milde omstandigheden ongeacht de functionaliteit van de keten. In tegenstelling tot de conventionele benadering van het produceren van polydopamine-achtige coatings, kan deze route worden uitgevoerd onder watervrij en anaërobe omstandigheden en zonder enige basis toevoeging dat de stabiliteit van de MOF in gevaar kan brengen. Methanol en chlorofo...

Metaal-organische kaders zijn een klasse van kristallijne poreuze materialen opgebouwd uit anorganische metalen onderdelen, meestal genoemd secundaire gebouw eenheden (SBUs), bij elkaar gehouden door de organische liganden polytopic via coördinatieve bindingen. De zelf-assemblage van deze SBUs met de organische linkers maakt de vorming van uitgebreide 3D poreuze structuren met zeer hoge oppervlakten en veelbelovende toepassingen op het gebied van gas opslag en scheiding1,2, katalyse en Sensing3. De belangrijkste beperking voor hun toepasbaarheid is echter hun slechte stabiliteit in water4,5want allermeest zij nemen divalente metalen in hun structuur die in labiele coördinatie obligaties, als degenen die zich voordoen bij klassieke resulteert materialen zoals MOF-5,6of7van de HKUST.
Gemeenschappelijke aanpak van dit probleem op te lossen betrekken aan de ene kant, de totstandbrenging van sterkere coördinatie obligaties door het gebruik van zeer geladen metalen, zoals Zr of Ti(IV), basic N-donor liganden7,8 of liganden houdende zuren en elementaire sites9. Echter, deze methode is beperkt tot nieuwe materialen en staat niet toe om de stabiliteit van MOFs al beschikbaar. Aan de andere kant, de benaderingen ter verbetering van de stabiliteit van de reeds bekende materialen de post synthetische modificatie methoden gebruiken om te introduceren hydrofobe wordt in de lege ruimte na synthetische wijziging van de linker10,11 of door chemische vapour deposition (CVD)12. Helaas komt de stabiliteit van deze methoden op de kosten van een drastische vermindering van de porositeit van het materiaal en het gebruik van geavanceerde instrumentatie. Het recent gebruik van gemodificeerde phosphonic zuren, zoals 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (DOPA)13 of n- octadecylphosphonic zuur (OPA)14, om hydrophobicity in de bekende Zr(IV) MOFs hieraan moet ook worden onderstreept.
Catechol stoffen, zoals dopamine, zijn uitvoerig gebruikt om een breed scala van materialen door de vorming van polydopamine15functionalize. De vorming van deze coatings is echter beperkt tot het gebruik van gebufferde waterigeoplossingen voor licht basische oplossingen die niet geschikt voor MOFs met labiele obligaties zijn. Bortoluzzi et al. rapporteerde onlangs dat polydopamine kan worden geproduceerd in oplossing door een binuclear Cu(II) complex met Cu2(µ-O) als een katalytische16 centrum waarin catecholase-achtige katalytische activiteit denken van natuurlijke enzymen zoals catechol oxidase17 en tyrosinase18. Meer recentelijk hebben we laten zien hoe een MOF op basis van Cu(II) peddel-wiel SBUs verbonden door middel van trimesate linkers, bekend als HKUST, kan worden beschermd tegen Hydrolytische afbraak door de polymerisatie van matiemaatschappij catechols, zoals 4-hepatdecyl-catechol (hdcat) of gefluoreerde-4-undecylcatechol (fdcat), op het oppervlak van de kristallen19. Deze eenvoudige methode bewijst hoe efficiënt functionele coatings kan worden gesynthetiseerd onder milde omstandigheden ongeacht de functionaliteit van het catechol en zonder het gebruik van bufferoplossingen die de stabiliteit van het kader, als gevolg van de biomimetische in gevaar kunnen brengen katalytische activiteit van het Cu(II)-eenheden. Wij zijn van mening dat deze nieuwe methode kan de vorming van functionele coatings waarmee, naast het beschermen tegen de aantasting van het Hydrolytische, misschien selectieve adsorptie van chirale moleculen of vluchtige organische stoffen.

<table><tbody><tr><td>Basolite C-300</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>688614</td><td>Commercial HKUST</td></tr><tr><td>Anhydrous Methanol (99,8%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415</td><td></td></tr><tr><td>Anhydrous Chloroform (>99%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>288306</td><td></td></tr><tr><td>Mettler Toledo TGA/SDTA 851</td><td>Mettler Toledo</td><td></td><td>Thermogravimetrische Analyser</td></tr><tr><td>Agilent Cary 630 FTIR</td><td>Agilent</td><td></td><td>FT-IR Spectrofotometer, ATR Module</td></tr><tr><td>PANalytical X&rsquo;Pert Pro</td><td>PANalytical</td><td></td><td>Poeder XRD Diffractometer</td></tr><tr><td>AUTOSORB-6 apparaat</td><td>Quantachrome</td><td></td><td>Stikstof-isotherms werden uitgevoerd met dit apparaat. Activering van de monsters werd uitgevoerd onder dynamisch vacuüm bij 170 &deg;C. Uitgevoerd door de technische dienst van Universitat d'Alacant.</td></tr><tr><td>K-Alpha röntgenfoto-elektronspectrometersysteem</td><td>Thermo-Scientific</td><td></td><td>Analyses werden uitgevoerd in de Röntgen-eenheid van de Universitat d'Alacant</td></tr><tr><td>FEI Quanta 650 FEG rasterelektronenmicroscoop</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>Gebruikt om deeltjesmorfologieën en -afmetingen te observeren</td></tr></tbody></table>

oppervlakte functionalization van metaal-organische kaders voor verbeterde vochtbestendigheid

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Metaal-organische kaders (MOFs) vormen een klasse van poreuze anorganische materialen met veelbelovende eigenschappen in de opslag van gas en scheiding, katalyse en sensing. De belangrijkste kwestie beperken hun toepasbaarheid is echter hun slechte stabiliteit in vochtige omstandigheden. De gemeenschappelijke methoden om dit probleem te overwinnen betrekken de vorming van sterk metaal-linker obligaties met behulp van metalen, zeer te betalen die is beperkt tot een aantal structuren, de invoering van alkylic groepen in het kader van post synthetische wijziging (PSM) of chemische damp deposition (CVD) ter verbetering van de algemene hydrophobicity van het kader. Deze laatste twee leiden meestal tot een drastische vermindering van de porositeit van het materiaal. Deze strategieën niet mogelijk is te benutten van de eigenschappen van de MOF al beschikbaar en het is absoluut noodzakelijk om te vinden van nieuwe methoden ter verbetering van de stabiliteit van MOFs in water met behoud van hun eigenschappen intact. Hierin, rapporteren we een nieuwe methode om de stabiliteit van de water van kristallen van MOF met Cu2(O2C)4 peddel-wiel eenheden, zoals HKUST (waarbij HKUST staat voor Hong Kong University of Science & Technology), met de catechols matiemaatschappij met alkyl- en fluor-alkyl ketens. Door gebruik te maken van de onverzadigde metalen sites en de katalytische activiteit van het catecholase-achtige van CuII ionen, zijn wij in staat om robuuste hydrofobe coatings door de oxidatie en latere polymerisatie van het catechol-eenheden op het oppervlak van de kristallen onder anaërobe en watervrij omstandigheden zonder het verstoren van de onderliggende structuur van het kader. Deze aanpak niet alleen het materiaal met verbeterde water stabiliteit biedt maar ook biedt controle over de functie van de beschermende coating, waardoor de ontwikkeling van functionele coatings voor de adsorptie en scheidingen van vluchtige organische stoffen . Wij zijn ervan overtuigd dat deze benadering kan ook worden uitgebreid tot andere unstable MOFs met open metalen sites.

Alle reagentia en materialen werden opgeslagen in de handschoen-box en gebruikt als ontvangen zonder enige verdere zuivering, tenzij anders vermeld. Het hele proces wordt uitgevoerd in een handschoen-vak om te voorkomen dat contact met vochtigheid die het ongecoat materiaal kon degraderen.
Om ervoor te zorgen de reproduceerbaarheid tijdens de experimenten, werd commercieel verkrijgbare HKUST met een gemiddelde deeltjesgrootte di...

Robuuste functionele catechol coatings werden in één stap geproduceerd door directe reactie van het materiaal bekend als HKUST met synthetische catechols onder anaërobe omstandigheden. De vorming van homogene coatings rondom het hele kristal wordt toegeschreven aan de biomimetische katalytische activiteit van Cu(II) Dimeren op het buitenoppervlak van de kristallen.

Oppervlakte Functionalization van metaal-organische kaders voor verbeterde vochtbestendigheid

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Het verbeteren van de waterstabiliteit is cruciaal voor de integratie van MOF's in chemisch veeleisende toepassingen. Onze methode kan helpen om de stabiliteit van MOF's die niet stabiel zijn in water te verhogen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het niet alleen de modificatie van de hydrofobiciteit van het gecoate materiaal mogelijk maakt, maar ook controle over de functionaliteit van de coating biedt.Deze techniek maakt gebruik van de katalytische open metaalsites die aanwezig zijn in sommige MOF's, die de polymerisatie van de catecholmoleculen op het oppervlak van de kristallen kunnen activeren zonder de algehele porositeit van het materiaal te beïnvloeden. Breng eerst een glazen buisje van vier milliliter, twee spatels en een micropipet van een milliliter in een handschoenenkast. Er moet speciale zorg worden besteed om zuurstofvrije reactieomstandigheden te handhaven.Voeg 50 milligram hdcat toe aan het glazen buisje. Voeg vervolgens een milliliter anhydrisch chloroform toe aan het glazen buisje. Voeg daarna 10 milligram HKUST toe aan de hdcat-oplossing en sluit het buisje goed af.Na het verwijderen van het buisje uit de handschoenenkast, soniceer de suspensie

surface-functionalization-metal-organic-frameworks-for-improved

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Hierin worden de procedures voor Plasma-ondersteunde chemische damp depositie van perfluoralkanen op microporeuze materialen zoals metaal-organische frameworks om hun stabiliteit en hydrophobicity vergroten, worden beschreven. Verder wordt doorbraak testen van milligram hoeveelheden monsters beschreven.

Voorbereiding van hydrofobe Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition van perfluoralkanen voor de verwijdering van ammoniak

Synthese, activering, en karakterisering van opzettelijk ontworpen metaal-organische raamwerk materialen is een uitdaging, vooral als bouwstenen onverenigbaar zijn of ongewenste polymorfe zijn thermodynamisch bevoordeeld ten opzichte van de gewenste vormen. We beschrijven hoe toepassingen van oplosmiddelhoudende bijgestaan ​​linker uitwisseling, poeder röntgendiffractie in haarvaten en activering via superkritische CO 2 drogen, kan een aantal van deze uitdagingen aan te pakken.

Synthese en karakterisering van gefunctionaliseerde metaal-organische roosters

Metaal-organische kaders zijn effectief in de opslag van gas en heterogene katalyse, maar typisch synthese methoden leiden tot losse poeders die moeilijk te integreren in slimme materialen. We tonen een methode van eerste coating stoffen met ALD metaaloxiden, resulterend in hoekgetrouwe films van MOF op de stoffen gedurende de synthese van solvothermal.

Solvothermal synthese van MIL-96 en UiO-66-NH2 op atomische laag gestort metaaloxide Coatings op Fiber matten

Een eenvoudige, reproduceerbare en veelzijdige aanpak voor de synthese van intergrown, polykristallijne metaal-organische kader membranen op een breed scala van ongewijzigde poreuze en niet-poreuze ondersteunt wordt gepresenteerd.

Elektroforetische kristallisatie van ultradunne High-performance metaal-organische kader membranen

Hier demonstreren we een protocol voor de tweestapssynthese van enkelkristallijne kernschillen met behulp van een niet-isostructureel metaal-organisch raamwerk (MOF)-paar, HKUST-1 en MOF-5, die goed op elkaar afgestemde kristalroosters hebben.

Synthese van enkelkristallijne kern-schil metaal-organische raamwerken

Hier gebruiken we een polymeerstabilisator om metaal-organische raamwerk (MOF) suspensies te bereiden die een duidelijk verminderde verstrooiing vertonen in hun grondtoestand en voorbijgaande absorptiespectra. Met deze MOF-suspensies biedt het protocol verschillende richtlijnen om de MOFs spectroscopisch te karakteriseren om interpreteerbare gegevens op te leveren.

Een technische gids voor het uitvoeren van spectroscopische metingen aan metaal-organische raamwerken

Post-synthetische liganduitwisseling (PSE) is een veelzijdig en krachtig hulpmiddel voor het installeren van functionele groepen in metaal-organische raamwerken (MOFs). Het blootstellen van MOFs aan oplossingen die triazool- en tetrazol-gefunctionaliseerde liganden bevatten, kan deze heterocyclische moieties opnemen in Zr-MOFs via PSE-processen.

Synthese van triazol en tetrazol-gefunctionaliseerde Zr-gebaseerde metaal-organische raamwerken door post-synthetische liganduitwisseling

Dit artikel beschrijft het gebruik van stikstofporosimetrie om metaal-organische raamwerken te karakteriseren, met behulp van UiO-66 als representatief materiaal.

Bepalen van oppervlakten en poriënvolumes van metaal-organische raamwerken

Een protocol voor de synthese en karakterisering van zelfgeassembleerde metaal-organische raamwerkmonolagen wordt geleverd met behulp van polymeergeënte, metaal-organische raamwerk (MOF) kristallen. De procedure toont aan dat polymeer-geënte MOF-deeltjes zichzelf kunnen assembleren op een lucht-watergrensvlak, wat resulteert in goed gevormde, vrijstaande monolaagstructuren, zoals blijkt uit scanning-elektronenmicroscopiebeeldvorming.

Synthese en karakterisering van zelf-geassembleerde metaal-organische raamwerk monolagen met behulp van polymeer-gecoate deeltjes

Deze studie maakt met succes gebruik van MIL-96(Al) metaal-organische raamwerkdeeltjes (MOF) om Pickering-emulsies te stabiliseren, die dienen als templates voor de vorming van mechanisch robuuste, hiërarchisch poreuze monolithische materialen. Deze methode maakt schaalbare MOF-vormgeving mogelijk terwijl de kristalintegraal behouden blijft. Het afstemmen van de formulering is essentieel voor het beheersen van de poriegrootte, onderlinge verbondenheid, permeabiliteit en robuustheid.

Assemblage van poreuze monolithische materialen met behulp van een Pickering-emulsiestrategie gestabiliseerd door metaal-organische raamwerk-deeltjes (MOF-deeltjes)

In dit artikel presenteren we de bereiding van MOF-gelatinehydrogels die profiteren van de thermoreversibele eigenschappen van gelatine, geassocieerd met de fase-scheiding door coacervatie. Deze hydrogelcomposieten vertonen een hoge MOF-belasting, grote porositeit en een goede ruimtelijke verdeling van MOF-deeltjes binnen de gelatinematrix.

Bereiding van metaal-organisch kader - gelatinehydrogels door coacervatie

Leer een methode voor oppervlaktefunctionalisatie van metaal-organische kaders met catecholcoatings om de waterstabiliteit te verbeteren zonder de porositeit aan te tasten.

Oppervlakte Functionalization van metaal-organische kaders voor verbeterde vochtbestendigheid

Meer video's verkennen