Synteza i charakterystyka funkcjonalizowanych struktur metaloorganicznych

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest zsyntetyzowanie metalowego szkieletu organicznego lub z kołem łopatkowym z kolumnami, które są trudne do uzyskania de novo przy użyciu wymiany łącznika wspomaganego rozpuszczalnikiem lub żagla, oraz aktywacja go poprzez suszenie nadkrytycznym dwutlenkiem węgla. Osiąga się to poprzez termiczną syntezę salwy salwowej macierzystego mo, który jest łatwo dostępny de novo z sześciowodnego azotanu NN prime D czterech perialnych naftalenu, tetra karboksylodiaminy i jednego czterech DI bromo 2 3 5 6 Tera czterech karboksylobenzenu w kwaśnym roztworze DMF w celu wykorzystania go jako szablonu sprzedaży. W drugim etapie kryształy rodzicielskiej są poddawane reakcji sprzedaży z roztworem DMF wybranego łącznika, który daje pożądany produkt potomnej, Salem pięć.

Następnie rozpuszczalnik DMF w porach Salem five jest usuwany poprzez wymianę rozpuszczalnika na etanol i aktywację nadkrytycznym dwutlenkiem węgla, aby materiał nadawał się do zastosowań związanych z absorpcją gazów. Wyniki wskazują na zachowanie struktury do topologii, włączenie łączników potomnych do pięcioczęściowego szkieletu Salem oraz zapobieganie zapadaniu się szkieletu po aktywacji w oparciu o dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego proszku w wirującym kapilarnym protonie, spektroskopię magnetycznego rezonansu jądrowego protonu i obserwację obrazów kryształów aktywowanego mth i zbioru izoterm azotu. Mamy nadzieję, że ten film może dostarczyć informacji na temat alternatywnych dróg do syntezy i aktywacji trudnych, a także ostrzec przed uspokajającymi pułapkami popełnianymi podczas obchodzenia się z delikatnymi strukturami.

Dodatkowo, wspomagana rozpuszczalnikiem wymiana łącznika może być zastosowana do szerokiej gamy struktur myszy obok systemów kół łopatkowych słupków, na których koncentruje się ten film. Główną przewagą wymiany linkera wspomaganego rozpuszczalnikiem nad istniejącymi metodami jest jego wszechstronność i niedoskonałości w połączeniu z jego sprzedażą za pomocą fassal implementation. Łagodzi problemy związane z rozpuszczalnością łącznika i zazwyczaj prowadzi do prawie ilościowej syntezy potomnego proszku Moff.

Dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego jest potężną techniką potwierdzania, że nastąpiła reakcja żagla. Przedstawiona tutaj metoda utrzymuje kryształy w ich roztworze macierzystym, co zapewnia, że szkielet MTH pozostaje nienaruszony. Procedurę zademonstruje dr Rachel Clit, doktor habilitowany z naszego laboratorium.

Najpierw odważ 50 miligramów sześciowodnego azotanu, 37,8 miligramów DPNI i 64,5 miligramów B-R-T-C-P-B. Połącz wszystkie składniki stałe w czterogramowej fiolce. Dodaj 10 mililitrów DMF do fiolki zawierającej składniki stałe.

Następnie za pomocą dziewięciocalowej pipety do pasty dodaj jedną kroplę stężonego kwasu solnego po dokładnym szczelnym zamknięciu fiolki. Mieszać składniki w kąpieli ultradźwiękowej przez około 15 minut, obserwując zawartość fiolki, gdy tworzą zawiesinę. Następnie umieść fiolkę w piekarniku w temperaturze 80 stopni Celsjusza na dwa dni.

Pierwszego dnia należy sprawdzić fiolkę, aby upewnić się, że jej zawartość całkowicie się rozpuściła. Tworząc żółty, klarowny roztwór, drugiego dnia, obserwować żółte kryształy w kształcie łez na ściankach i dnie fiolki. Po wyjęciu fiolki z piekarnika i schłodzeniu do temperatury pokojowej, za pomocą szpatułki delikatnie zepchnąć kryształy ze ścianek fiolki, tak aby wszystkie zebrały się na dnie fiolki.

Po pozostawieniu kryształów na dnie fiolki, delikatnie usuń roztwór reakcyjny z fiolki za pomocą dziewięciocalowej pipety z mieszaniem, nie zasysając kryształów do pipety. Dodaj około pięciu mililitrów świeżego DMF do fiolki z kryształami, aby moczyć je przez co najmniej jeden dzień w celu usunięcia kwaśnego roztworu reakcyjnego i wszelkich niereaktywnych składników uwięzionych w porach. W tym momencie przygotuj średnicę 0,7 milimetra.

Pożycz kapilarnę ze szkła krzemianowego, ostrożnie odcinając zamknięty koniec, tak aby pozostały górne trzy centymetry kapilary z górną częścią lejka. Zanurz wąsko odcięty koniec kapilary w stopionym wosku pszczelim. Po pozostawieniu woskowi zestalenia się jako zatyczka na dnie kapilary, podeprzyj go w niewielkiej ilości plasteliny Za pomocą poprzedniej pipety powietrznej narysuj kilka mililitrów kryształów w roztworze.

Ostrożnie przenieś kryształy i roztwór do kapilary przez otwór lejka. Użyj ręcznika papierowego lub chusteczki, aby usunąć nadmiar rozpuszczalnika. Następnie pozwól kryształom osiąść w małym korku z wosku pszczelego.

Użyj bardzo małego kawałka plasteliny, aby uszczelnić górny koniec kapilary. Aby przygotować się do analizy dyfrakcji rentgenowskiej proszku, należy zdjąć wszelkie urządzenia mocujące z głowicy goniometru i umieścić na niej kapilarnę wspartą plasteliną. Wyśrodkuj kapilarę w wiązce promieniowania rentgenowskiego, aby upewnić się, że korek kryształów nie obraca się podczas obrotu.

Po analizie dyfrakcji rentgenowskiej proszku usuń 21 miligramów DPED i przenieś go do dwugramowej fiolki. Po dodaniu pięciu mililitrów DMF do fiolki, rozpuść DPED za pomocą ultrasonizacji. Używając sześciocalowej pipety powietrznej, zbierz kryształy bro i przefiltruj je na lejku NER.

Następnie rozproszyć około 30 miligramów kryształów we wcześniej przygotowanym roztworze DPED. Powstałą mieszankę żaglową umieść w piekarniku w temperaturze 100 stopni Celsjusza na 24 godziny. W następnym sprawdź postęp reakcji żagla za pomocą protonu NMR Za pomocą sześciocalowej pipety PE.

Usuń około dwóch do pięciu miligramów kryształów MOF ze schłodzonego roztworu reakcyjnego. Wypłucz te kryształy, zanurzając je w niewielkiej ilości czystego rozpuszczalnika, takiego jak DMF, w 1,5 gramowej fiolce. Następnie dodaj około jednego mililitra deuterowanego sulfotlenek dimetylu do oddzielnej fiolki o wadze 1,5 grama.

Po odfiltrowaniu kryształów z roztworu czyszczącego należy je rozproszyć w deuterowanym sultlenku dimetylu. Następnie dodaj trzy krople deuterowanego kwasu siarkowego do mieszaniny. Dokładnie poddać sonifikacji uwięzionej fiolki, aby uzyskać jednorodny roztwór.

Po zakończeniu przenieś otrzymaną próbkę do probówki NMR za pomocą pipety do pasty. Następnie zbierz widmo NMR, wykonując 64 skany, ponieważ roztwór jest stosunkowo rozcieńczony ze względu na niską rozpuszczalność kryształów MOF. Po wymianie rozpuszczalnika na etanol przenieś kryształy MOF do naczynia aktywacyjnego za pomocą sześciocalowej pipety PE.

Następnie usuń jak najwięcej etanolu za pomocą dziewięciocalowej pipety groszkowej, nie zasysając kryształów do pipety. Zdejmij pokrywę komory aktywacyjnej, odkręcając trzy i sprawdź, czy w komorze nie ma resztek moli. Za pomocą kleszczy włóż naczynie aktywacyjne z do komory i przykręć pokrywkę z powrotem na swoje miejsce.

Następnie włącz suszarkę i otwórz zbiornik dwutlenku węgla. Wyreguluj pokrętło temperatury, aby osiągnąć temperaturę od zera do 10 stopni Celsjusza. Gdy temperatura znajdzie się w odpowiednim zakresie, przekręć pokrętło napełniania. Powoli.

Obserwuj ciekły dwutlenek węgla wlewający się do naczynia aktywacyjnego przez szklane okienko na pokrywie komory. Aby wykonać pierwsze przedmuchiwanie, przekręć pokrętło napełniania do oznaczenia 15. Następnie powoli przekręć pokrętło odpowietrzania, aż strumień rozpuszczalnika wystrzeli z rurki z boku przyrządu.

Po pozostawieniu przedmuchiwania przez około pięć minut, zamknij pokrętło odmuchiwania i przekręć pokrętło napełniania w dół do znaku wskazującego pięć. Po ośmiu godzinach super krytycznego suszenia wyłącz wszystkie pokrętła i włącz przełącznik ciepła. Gdy temperatura i ciśnienie przekroczą punkt nadkrytyczny, podłącz przepływomierz do rurki z boku przyrządu i otwórz pokrętło odpowietrzania.

Dostosuj przepływ do jednego centymetra sześciennego na minutę. Następnie wyjmij przepływomierz, pozwalając dwutlenkowi węgla powoli odpłynąć z próbki następnego dnia. Sprawdź, czy ciśnienie spadło do zera PSI.

Jeśli ciśnienie nie spadło do tego poziomu, przekręć pokrętło odpowietrzania, aż do osiągnięcia żądanego spadku ciśnienia. Po zamknięciu pokrętła upustu wyłącz włączniki ogrzewania i zasilania na instrumencie, pokazany tutaj jest kryształ Broome'a i ten sam kryształ przekształcony w Salem. W tym miejscu wyświetlana jest piątka.

Tak jak w przypadku reakcji monokryształ-monokryształ. Wielkość i morfologia kryształów nie ulegają zmianie. Jednak na powierzchni pojawiają się pęknięcia ze względu na surowy charakter sprzedaży, co sprawia, że piąty kryształ z Salem nie jest podatny na zbieranie danych dyfrakcji rentgenowskiej monokryształów.

Gdy synteza BROMIUM OV jest stosowana do syntezy piątki Salema, NMR protonów wykazuje brak DPED. Aby zatrzymać, funkcjonalna interakcja konsolidatora Sale jest używana do uzyskiwania dostępu do Salem pięć. Typowa sprzedaż, w której DPNI pełni rolę filaru wyjściowego, trwa mniej niż 24 godziny, a ponad 99% słupka jest wymieniane.

Ponieważ wiele łopatkowych z kolumnami traci krystaliczność po wyschnięciu, PXRD, który wykorzystuje materiał montażowy na szkle, tworzy wzór, który może nie zawierać wszystkich pików, w tym przypadku pik odpowiadający odbiciu pochodzącemu z kierunku osi C, wzdłuż którego leżą filary donorowe azotu, jest pierwszym szczytem. Pierwsza pozycja piku w dolnym kącie theta zęba oznacza obecność większej komórki elementarnej w kierunku osi C. Obrazy krystaliczne NU 100 po konwencjonalnej aktywacji cieplnej i próżniowej oraz po suszeniu nadkrytycznym dwutlenkiem węgla są pokazane tutaj.

Podczas gdy to pierwsze prowadzi do zapadania się szkieletu i niszczenia porowatości, nadkrytyczne suszenie dwutlenkiem węgla prowadzi do powierzchni A BET wynoszącej około 6 140 metrów kwadratowych na gram. Po tej procedurze można uzyskać inne trudne do zsyntetyzowania, jednocześnie zapobiegając degradacji ich delikatnych struktur podczas badania i umożliwiając dostęp do ich ewakuowanych porów. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykonać kilka pomocnych metod syntezy, charakterystyki i aktywacji MOF w zastosowaniach absorpcji gazów.

Przygotowując proszkowe próbki dyfrakcji rentgenowskiej i kapilary do zamontowania na reflektometrze dyferencjałowym, można analizować wrażliwe na rozpuszczalniki kryształy dowolnego typu bez obawy o degradację próbki.