Методическая статья

Синтеза и характеристики функционализированным Металл-органические каркасы

DOI:

10.3791/52094

⸱

5 сентября 2014 г.

 ,  ,  ,  , 
1Department of Chemistry, Northwestern University, 2Department of Chemistry, Warsaw University of Technology, 3Department of Chemistry, Faculty of Science, King Abdulaziz University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Синтез, активации, и характеристика намеренно разработанных металл-органических каркасных материалов является сложной задачей, особенно когда строительные блоки несовместимую или нежелательную полиморфные которые термодинамически выгодным над желаемых форм. Мы опишем, как приложения из растворителей помощь линкерным валют, порошковой дифракции рентгеновских лучей в капиллярах и активации через сверхкритической CO 2 сушки, может решить некоторые из этих проблем.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Металл-органических структур привлекли необычные количество внимания исследователей, поскольку они являются привлекательными кандидатами для многочисленных промышленных и технологических применений. Их имущество подпись является их сверхвысокой пористость, которая, однако, придает ряд проблем, когда дело доходит до обоих их построения и работы с ними. Обеспечение нужного MOF химическую и физическую функциональность по сборке линкер / узла в очень пористой рамках выбора может представлять трудности, как менее пористых и термодинамически более стабильных сородичей (например, других кристаллических полиморфных модификаций, catenated аналоги) часто преимущественно получены обычными методами синтеза. Как только желаемый продукт получают, его характеристика часто требуется специализированные методики, что адрес осложнения потенциально вытекающие из, например, потеря гость-молекулы или преимущественной ориентации микрокристаллитов. И, наконец, доступ к большие пустоты внутри MOFs для использования в Applications которые вовлекают газов может быть проблематичным, так как рамки может быть предметом разрушаться во время удаления молекул растворителя (пережитки solvothermal синтеза). В этой статье мы опишем синтеза и характеристики методов широко используемые в нашей лаборатории либо решения или обойти эти проблемы. Эти методы включают в растворителе-убить обмен компоновщика, порошок рентгеновской дифракции в капиллярах и материалы активацию (эвакуации полости) на сверхкритических СО 2 сушки. Наконец, мы обеспечиваем протокол для определения подходящего область давления для применения анализа Брунауэра-Эммета-Теллера к азоту изотерм, с тем, чтобы оценить площадь поверхности MOFs с хорошей точностью.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Металл-органических структур (MOFs) представляют собой класс кристаллических координационных полимеров, состоящих из металлической основе узлов (например, Zn 2 +, Zn 4 O 6 +, Zr 6 O 4 (OH) 4 12 +, Cr 3 (H 2 O ) 2 О 6 +, Zn 2 (COO) 4), соединенных органических линкеров (например, ди-, три-, тетра-и hexacarboxylates, imidazolates 1, дипиридилы; рисунок 1) 2 их весьма заказал (и, следовательно, поддаются. высокие уровни характеризации) структур, в сочетании с их исключительных поверхность (достигающих 7000 м 2 / г) 3 наделить их потенциала в качестве привлекательных кандидатов на убивание приложений, начиная от хранения водорода 4 и улавливания углерода 5,6 до катализа, 7,8 зондирования 9,10 и легкой уборки. 11 Не удивительно, MOFs выпросили большое количество Интеотдохнуть в науке и материалы инженерных сообществ; количество публикаций по MOFs в рецензируемых журналах растет экспоненциально за последние десять лет, с 1000-1500 статей в настоящее время опубликованных в год.

Синтез MOFs с желаемыми свойствами, однако, ставит ряд проблем. Их главная точка притяжения, а именно их исключительной пористостью, в самом деле могут представлять, для конкретного MOFs, один из самых больших препятствий в направлении их успешного развития. Большое пустое пространство присутствует в рамках этих материалов снижает их термодинамической стабильности; В результате, когда MOFs синтезируются заново (то есть, с помощью реакции solvothermally предшественников металлов и органических линкеров в один шаг), их составные блоки часто имеют тенденцию собираться в плотный, менее пористый (и менее желательно для некоторых приложений, таких как хранения газа) аналоги. 12 После процедуры в Reproducibly получить рамки желаемого топологии была разработана, MOF нужно лечить, с тем чтобы его применение в процессах, которые требуют сорбции газа. Поскольку MOFs синтезированы в растворе, садки и каналы вновь выращенных кристаллов MOF, как правило, полна высокой температурой кипения растворителя, используемого в качестве реакционной среды; удаление растворителя, не вызывая краха рамках под действием капиллярных сил требуется ряд специализированных процедур, известных как "MOF активации". 13 Наконец, для обеспечения чистоты конечного продукта и для того, чтобы окончательные исследования фундаментальных свойств, MOFs должны быть тщательно характеризуется при их синтезе. Учитывая тот факт, что MOFs являются координационные полимеры, которые очень плохо растворим в обычных растворителях, этот процесс часто включает в себя несколько методов, разработанных специально для этого класса материалов. Многие из этих методов полагаться на рентгеновской дифракции (XRD), которая однозначно люксг, чтобы обеспечить высокий уровень характеристику этих кристаллических материалов.

Как правило, МФ синтез в так называемой De Novo образом работают в одном реакторе solvothermal реакции между предшественников металлов (неорганические соли), и органические линкеров. Этот метод страдает от нескольких ограничений, так как существует мало контроль над расположением МФ компонентов в рамках, и полученный продукт не всегда обладают требуемой топологии. Легко реализовать подход, который позволяет обойти проблемы, связанные с синтезом заново MOF не содержит растворителей помощь обмен линкер (ПРОДАЖА, рисунок 2). 14-16 Этот метод включает подвергая легко получаемые кристаллы MOF в концентрированном растворе нужного линкера, пока дочерних линкеров полностью не заменит тех родителя. Реакция протекает в одном кристально к-монокристаллического моды - то есть, несмотря на замены остроумия линкеровхин рамки, материал сохраняет топологию исходного родительского МФ. ПРОДАЖА существу позволяет синтезировать MOFs с комбинациями линкер-топологии, которые трудно получить доступ заново. Пока этот метод был успешно реализован, чтобы преодолеть различные синтетические MOF проблемами, такими как контроль над катенации, 17 расширения MOF клетках, 18,19 синтеза высоких энергий полиморфных 20, развитие каталитически активных материалов 20,21 и сайте-изоляции для защиты реактивов. +22

Недавно синтезированные MOFs почти всегда имеют каналы, заполненные растворителя, используемого в процессе их синтеза. Этот растворитель должен быть удален из базы для того, чтобы воспользоваться их сорбционных свойств газа. Обычно это достигается путем а) обмен растворитель в каналах (как правило, с высокой температурой кипения растворителе, таком как N, N '-диметилформамид, ДМФА) с более летучим растворителемкак этанол или дихлорметан путем замачивания МФ кристаллы в выбранном растворителе, б) нагревание МФ кристаллов в вакууме в течение продолжительных раз эвакуировать растворитель, или в) сочетание этих двух методов. Эти методы активации, однако, не подходит для многих из высокого поверхности термодинамически хрупкие MOFs, которые могут пострадать от рамочного распада в таких суровых условиях. Метод, который позволяет удаление растворителя из клеток МФ, избегая при этом начало обширной рамочной распада, является активация с помощью сверхкритического CO 2 сушки. 23 Во время этой процедуры, растворитель внутри структуры MOF заменяется жидкого СО 2. CO 2 является впоследствии нагревается и под давлением мимо его сверхкритическом точки, и в конечном итоге испаряется из рамок. С сверхкритической CO 2 не обладает капиллярные силы, это лечение активации меньше воздействию, чем обычной вакуумной нагрева MOFs, и имеетвключен доступ к большинству сверхвысокой Brunauer-Эммет-Теллера (БЭТ) поверхностных областях, которые были опубликованы до сих пор, в том числе Министерством финансов с площадью поверхности чемпион. 3,24,25

В этой статье мы опишем De Novo синтез представителя легко доступны MOF, что служит хорошим шаблоном для продажи реакций -. Рамках колоннами-колесного Br-YOMOF 26 его длинной и относительно слабо связанный N, N '-ди-4 -pyridylnaphthalenetetracarboxydiimide (ДПНИ) столбы можно легко обмениваться с мезо -1,2-ди (4-пиридил) -1,2-этандиол (ебля) производить изоструктурный MOF Сейлем-5 (Рисунок 2). 18 Более того, мы выделяем шаги, которые должны быть приняты, чтобы активировать Сейлем-5 сверхкритической CO 2 сушки и успешно собирать свой ​​N 2 изотермы и получить его площадь поверхности по БЭТ. МыТакже описаны различные методы, имеющие отношение к MOF характеристик, таких как рентгеновская кристаллография и 1Н ЯМР-спектроскопии (ЯМР).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Синтез Материнской MOF (Br-YOMOF)

  1. Взвесить 50 мг Zn (NO 3) 2 · 6Н 2 О (0,17 ммоль), 37,8 мг ДПНИ (0,09 ммоль) и 64,5 мг 1,4-дибром-2,3,5,6-тетракис (4-карбоксифенил ) бензол (Br-tcpb, 0,09 ммоль). Смешайте все твердые ингредиенты в 4-драм флаконе.
  2. Добавить 10 мл ДМФ, измеренные с градуированный цилиндр во флакон с твердыми ингредиентами. Затем, используя 9 '' Пастера пипетки, добавить по одной капле (0,05 мл) концентрированной HCl (ОСТОРОЖНО! Разъедает глаза, кожи и слизистых оболочек. Обращаться с перчатками.).
  3. Плотно закрывайте колпачок флакона и тщательно перемешать ингредиенты, используя ванне при обработке ультразвуком в течение ~ 15 мин. Обратите внимание на содержимое флакона, так как они образуют суспензию.
  4. Поместите флакон в печи при 80 ° С в течение двух дней. В день 1, проверить флакон для того, чтобы его содержимое полностью растворяется, образуя желтый прозрачный раствор. На 2-й день, наблюдать желтый Tear-образные кристаллы на стенах и дне флакона. После образования кристаллов, удалить пробирку из печи.
  5. Разрешить флакон, чтобы охладить до комнатной температуры. Затем с помощью шпателя, чтобы мягко подтолкнуть кристаллы от флакона стен, так что все они собирают на полу флакона. Пусть флакон стоять для ~ 5 мин, чтобы гарантировать, что все кристаллы осели на пол.
  6. Использование 9 '' Пастера пипетки, аккуратно удалите реакционного раствора из флакона, избегая при этом сосать кристаллы в пипетку. Оставьте достаточно решение так, чтобы кристаллы полностью покрыты, чтобы предотвратить рамки от высыхания.
  7. Добавить ~ 5 мл свежего DMF во флакон с кристаллов. Замочите MOF кристаллы в пресной DMF в течение не менее одного дня, чтобы удалить кислый раствор реакции и непрореагировавшие ингредиенты захваченных в MOF поры. Для достижения наилучших результатов, периодически заменять DMF со свежими партиями (~ 3 раз в течение первого часа, затем каждый 6-12 ч).
  8. Храните кристаллы Br-YOMOF в DMF при комнатной температуре до дальнейшего использования.

2 Характеристика по порошковой рентгеновской дифракции (ПРД)

  1. Подготовьте 0,7 мм Диаметр боросиликатного стеклянный капилляр для эксперимента, тщательно срезая закрытый конец так, чтобы верхние 3 см капилляра (с воронкой сверху) остаются.
  2. Нагрейте регулярный пчелиный воск, пока он не расплавится и опустите узкий (CUT) конец капилляра в расплавленный воск. Удалить капилляр и пусть воск затвердевает в виде заглушки в нижней части капилляра.
  3. Поддержите капилляр в небольшом количестве пластилина.
  4. С помощью пипетки Пастера, составить несколько миллилитров кристаллов в растворе. Тщательно передачи кристаллы и решение капилляра хотя открытии воронки. Используйте бумажное полотенце или ткань, чтобы фитиль от избытка растворителя. Избегайте попадания растворителя или кристаллы на внешней капилляра.
  5. Разрешить кристаллы, чтобы обосноваться в небольшой плагин (примерно 2-5 мм в длину). Используйте очень маленькую часть пластилина, чтобы запечатать верхнюю (воронки) конец капилляра.
  6. Удалите все крепежные устройства от гониометра голове (медными штырьками, магнитных креплений и т.д.) и разместить капиллярной поддерживается пластилин в верхней части гониометра голове.
  7. Сосредоточьте капилляр в пучок рентгеновских лучей, чтобы убедиться, что плагин кристаллов не прецессируют как она вращается.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Объем кристаллического материала превысит размер пучка большинства стандартных лабораторных рентгеновских источников.
  8. Использование программного обеспечения на дифрактометре в, подготовить серию 180 ° φ сканирования, в перекрывающихся приращения 2θ. Например, с помощью каппа-геометрии дифрактометр оснащенный детектором Apex2 установленной на 150 мм (DX), мы собираем серию 10-сек, 180 ° φ сканирование с параметрами как в таблице 1.
  9. После того, как кадры были собраны, использовать программное обеспечение вашего дифрактометре по объединить все изображенияи проинтегрируем по полученной дифракционной картины.

3 Выполнение Solvent-помощь Linker бирже (продажи) на кристаллах Br-YOMOF

  1. Взвесить 21 мг DPED (0,095 ммоль) и растворяют его в 5 мл DMF в 2-драм флакон с ультразвуком.
  2. Использование '' Пастера пипетки 6, собирают кристаллы Br-YOMOF и фильтровать их на воронке Бюхнера. Тогда отвешивать ~ 30 мг кристаллов; вернуть остальную часть кристаллов во флакон с Br-YOMOF.
  3. Дисперсные кристаллы в предварительно приготовленного раствора DPED. Поместите полученную смесь ПРОДАЖА в печи при 100 ° С в течение 24 часов.
  4. На следующий день, проверить ход реакции продажи с 1 Н ЯМР. С помощью шпателя или '' Пастера пипетки 6, снять примерно 2-5 мг Минфин кристаллов из реакционной DMF решения. Промыть эти кристаллы погружением их в небольшом количестве чистой SOLVENT (низкокипящий растворитель, такой как дихлорметан, или же растворителе в качестве реакционной среды - в данном случае ДМФА) в 1,5-драхмовую ампулу.
  5. Добавить ~ 1 мл дейтерированный диметилсульфоксид (D 6 ДМСО) в отдельном флаконе 1,5-драм. Фильтр из кристаллов от моющего раствора и разогнать их в D 6 -ДМСО. Растворить кристаллы, добавив 3 капли дейтерированном серной кислоты (D 2 SO 4) к смеси. Тщательно разрушать ультразвуком закрытую колпачком пробирку, чтобы получить гомогенный раствор.
  6. Перенесите итоговый образец ЯМР к трубке ЯМР пипеткой Пастера и собирать спектр ЯМР. Выполнение 64 сканирования, так как решение относительно разбавленных вследствие низкой растворимости кристаллов MOF.
  7. Интерпретировать спектр, проверив, что все ДПНИ была заменена DPED, и что DPED: соотношение Br-tcpb 1: 1.
    Примечание: Если ДПНИ по-прежнему присутствует в кристаллах, возврата флакона сРеакционную смесь в печи и продолжать контролировать реакцию с 1 H-ЯМР пока желаемый продукт не будет получен.
  8. Если все ДПНИ была заменена DPED, остановить реакцию отстаивают реакционного раствора с 9 '' Пастера пипетки и заменить его свежим DMF. Выполните дополнительную характеристику Сейлем-5 кристаллов, собирая их PXRD картины; затем хранить кристаллы в ДМФ до дальнейшего использования.

4 Активация Салем 5-кристаллов с Сверхкритический CO 2 Сушка

  1. Перед активацией, обмен всех DMF от МФ клеток с этанолом, который смешивается с жидким CO 2 и совместимо с сверхкритической сушкой. Выполните замену растворителя декантацией ДМФ от MOF флакон с 9 '' Пастера пипетки и заменить его с небольшим количеством этанола (достаточно, чтобы полностью погрузить в воду кристаллы).
  2. Продолжитьзамена растворителя в течение 3 дней, заменяя этанол с новой партией каждый день. Убедитесь, что все ДМФ был удален из кристаллических пор, собирая 1 H ЯМР-спектр кристаллов.
  3. Убедитесь, что бак с достаточной жидкого СО 2 подключен к сверхкритической сушкой.
  4. Перенесите кристаллы MOF к блюду активации с помощью '' Пастера пипетки 6. Затем снимите, как большая часть этанола, насколько это возможно с 9 '' Пастера пипетки, избегая при этом сосать кристаллы вверх в пипетку.
  5. Снимите крышку камеры активации, открутив три болта и осмотреть камеру для остаточного MOF мусора (если таковые присутствуют, протрите камеру чистой с Kimwipe). Используя пару щипцов, вставьте блюдо активации с Минфином в камеру и заверните крышку обратно на свое место.
  6. Включите фен на и открыть CO 2 танка. Регулятором температуры для достижения температуры между 0 и 10 ºС. утверждают, что диапазон температур на протяжении всего процесса активации держать CO 2 в жидком состоянии.
  7. Как только температура находится в правильном диапазоне, поверните вверх ручку "заполнить" медленно. Соблюдайте жидкий CO 2 заливки в блюдо активации через стеклянное окно на крышке камеры. В то же время давление чтение на датчике должна увеличиваться, пока не достигнет 800 фунтов на квадратный дюйм.
  8. Выполнение первого "чистки", то есть первая замена растворителя активации с новой партией. Сначала поверните "заполнить" ручку до отметки, которая читает 15. Затем медленно поверните вверх ручку «чистки», пока струя растворителя не стреляет из трубки на стороне прибора. Пусть продувки продолжаться ~ 5 мин; затем закройте ручку «чистки» и поверните ручку "заполнить" до отметки, которая читает 5.
  9. Продолжить сверхкритического сушки в течение 8 часов, выполняя "чистки" каждые 2 ч.
  10. Через 8 ч турн все ручки выходные и флип "тепло" включить. Подождите, пока температура и давление не превышает сверхкритического точку (31 ° С и 1070 фунтов на квадратный дюйм).
  11. Подключение расходомер с трубкой на стороне прибора и открыть ручку "кровоточить". Отрегулируйте поток к 1 см 3 / мин; затем снимите расходомер и пусть CO 2 медленно кровоточить из образца (который обычно происходит O / N).
  12. На следующий день, убедитесь, что давление упало до 0 фунтов на квадратный дюйм; если это не так, поверните вверх ручку "кровоточить", пока не достигнете желаемого перепада давления. Закройте ручку "Bleed" и выключите "тепло" и переключатели питания на инструменте.
  13. Снимите образец из камеры активации. Закрывают блюдо активации плотно и оберните его в парафильмом. Хранить активированный Salem-5 в перчаточной камере до дальнейшего использования. Убедитесь, что ни этанола не присутствует в образце путем сбора спектр 1 Н-ЯМР.

5 Собирая N 2 изотермы Минфина, чтобы получить его BET площадь поверхности

  1. Получить сорбционной трубки, оснащенный присадочного прутка и уплотнения фритте и точно взвесить его. Взвесьте его по крайней мере в два раза и убедитесь, что два чтения баланса согласуются друг с другом в пределах ± 0,01 мг.
  2. Передача предварительно взвешенное трубку в перчаточный бокс и загрузить активированный САЛЕМ-5 образца в трубке. Мы рекомендуем использовать чистую, сухую воронку, как активированные MOF образцы, хранящиеся в бардачке часто электростатический заряд и трудно справиться. Снимите уплотнительное фритты и присадочный пруток из трубы и установить его с воронкой; затем быстро инвертировать блюдо активации над воронкой, убедившись, что образец скользит вниз по трубе.
  3. Вставьте присадочный пруток и уплотнения фритты в трубку, загруженной с Сейлем-5. Наденьте присадочный пруток медленно и осторожно в трубку, чтобы не замарать образца и / или нарушение трубку.Снимите трубку из перчаточной.
  4. Взвесьте загружалась трубку точно, используя ту же технику (и такой же баланс), который использовался для загрузки пустой трубы.
  5. Разместить изотермический куртку на трубе, загрузить трубу на сорбционной инструмента и настроить файл сорбционной введя массы пустого трубки и трубки с образцом. Отрегулируйте файл эвакуировать образец на инструмент в течение 1 часа до начала сбора изотермы.
  6. Убедитесь, что Дьюара используется для хранения жидкого азота свободна ото льда и / или воды, наполнив его водой, чтобы лед растаять, а затем протрите его сухой. Заполните Дьюара с жидким азотом до соответствующей отметкой и начать измерение. Измерение длится от 4 до 12 ч, в зависимости от количества и пористости материала.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Использование HCl в течение MOF синтеза часто полезно для роста кристаллов высокого качества MOF. Как это замедляет депротонирования карбоксилат (и связывание линкеров с металлическими центрами), это способствует росту крупных кристаллов и предотвращает образование аморфных и поликристаллических фаз, которые могут образовывать если реакцию дают возможность протекать более быстро. В самом деле, как видно на рисунке 3, колоннами-лопастной MOFs, которые производятся при этой реакции, образуют крупные, желт...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

МФ кристаллизации является деликатная процедура, которая может быть ингибирован даже незначительные отклонения в многочисленных параметров, которые описывают условий синтеза. Поэтому, особое внимание должно быть принято при подготовке реакционной смеси. Чистоту органических линкеров должны быть подтверждены с помощью 1 Н ЯМР до начала синтеза, как присутствие даже небольших количеств примесей, как известно, чтобы предотвратить кристаллизацию полностью или привести к образованию нежелательных кристаллических п...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Это исследование было поддержано Министерством энергетики США, Управление основной энергии наук, Отдел химических наук, наук о Земле и биологических наук под Award DE-FG02-12ER16362.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
6' ’ Пастеровский пипетVWR14673-010Для переноса кристаллов MOF
9' ’ Пастеровский пипетVWR14673-043Для отделения жидкого раствора от кристаллов MOF
1-драмовые флаконыVWRДля приготовления ЯМР-образцов
2-драмовых флаконовVWR66011-088Для мелкомасштабных реакций SALE
4-драмовые флаконыVWR66011-121Для de novo колоно-лопастное колесо MOF
синтез ЯМР пробирка Grade 7VWR897235-0000
Прибор ЯМР Avance III 500 МГцBrukerН/А
печьVWR414004-566Для сольвотермических реакций MOF
Ультразвуковой аппаратBranson3510-DTH
BalanceMettler-ToledoXS104
Суперктитальный CO2 сушилкаTousimis™ Samdri®8755BДля активации массивных колес со столбчатым колесом
MOFs Активационная чашкаN/A N/A
Tristar II 3020MicromeriticsN/AДля сбора изотерм газа/измерения площади поверхности BET
Рентгеновский дифрактометрBrukerN/AKappa геометрический гониометр, CuKα излучение и плагин для сбора данных порошковой дифракции.
Капиллярные трубкиCharles-SupperBoron-Rich BG07 Тонкостенный капилляр Boron Rich диаметром 0,7 мм
Пчелиный воскHuberWAX липкий воск для фиксации образца
ПластилинВан АкенПласталина
CO2 (l)N/AN/A
>2 (l)N/AN/A
N2 (g)N/AN/A
DMFVWRMK492908Для реакций MOF и хранения
этанолаSigma-Aldrich459844Для замены растворителя перед сверхкритической сушкой
[header]
Zn(NO3)2 × 6 H2OFluka96482
dpedTCID0936
dpniСинтезировано в соответствии с к опубликованной методике
Br-tcpbСинтезирован в соответствии с опубликованной методикой
D2SO4Cambridge IsotopesDLM-33-50For MOF NMR
d6-DMSOCambridge IsotopesDLM-10-100For MOF NMR
N

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Phan, A., et al. Synthesis, Structure, and Carbon Dioxide Capture Properties of Zeolitic Imidazolate Frameworks. Acc. Chem. Res. 43, 58-67 (2009).
  2. Furukawa, H., Cordova, K. E., O’Keeffe, M., Yaghi, O. M. The Chemistry and Applications of Metal-Organic Frameworks. Science. 341, (2013).
  3. Farha, O. K., et al. Metal–Organic Framework Materials with Ultrahigh Surface Areas: Is the Sky the Limit? J. Am. Chem. Soc. 134, 15016-15021 (2012).
  4. Suh, M. P., Park, H. J., Prasad, T. K., Lim, D. W. Hydrogen Storage in Metal–Organic Frameworks. Chem. Rev. 112, 782-835 (2011).
  5. Sumida, K., et al. Carbon Dioxide Capture in Metal–Organic Frameworks. Chem. Rev. 112, 724-781 (2011).
  6. Liu, J., Thallapally, P. K., McGrail, B. P., Brown, D. R., Liu, J. Progress in adsorption-based CO2 capture by metal-organic frameworks. Chem. Soc. Rev. 41, 2308-2322 (2012).
  7. Lee, J., et al. Metal-organic framework materials as catalysts. Chem. Soc. Rev. 38, 1450-1459 (2009).
  8. Yoon, M., Srirambalaji, R., Kim, K. Homochiral Metal–Organic Frameworks for Asymmetric Heterogeneous Catalysis. Chem. Rev. 112, 1196-1231 (2011).
  9. Kreno, L. E., et al. Metal–Organic Framework Materials as Chemical Sensors. Chem. Rev. 112, 1105-1125 (2011).
  10. Chen, B., Xiang, S., Qian, G. Metal−Organic Frameworks with Functional Pores for Recognition of Small Molecules. Acc. Chem. Res. 43, 1115-1124 (2010).
  11. Wang, J. L., Wang, C., Lin, W. Metal–Organic Frameworks for Light Harvesting and Photocatalysis. ACS Catalysis. 2, 2630-2640 (2012).
  12. Lewis, D. W., et al. Zeolitic Imidazole Frameworks: Structural and Energetics Trends Compared with their Zeolite Analogues. CrystEngComm. 11, 2272-2276 (2009).
  13. Mondloch, J. E., Karagiaridi, O., Farha, O. K., Hupp, J. T. Activation of metal-organic framework materials. CrystEngComm. 15, 9258-9264 (2013).
  14. Karagiaridi, O., et al. Synthesis and characterization of isostructural cadmium zeolitic imidazolate frameworks via solvent-assisted linker exchange. Chemical Science. 3, 3256-3260 (2012).
  15. Burnett, B. J., Barron, P. M., Hu, C., Choe, W. Stepwise Synthesis of Metal–Organic Frameworks: Replacement of Structural Organic Linkers. J. Am. Chem. Soc. 133, 9984-9987 (2011).
  16. Kim, M., Cahill, J. F., Su, Y., Prather, K. A., Cohen, S. M. Postsynthetic ligand exchange as a route to functionalization of "inert" metal-organic frameworks. Chemical Science. 3, 126-130 (2012).
  17. Bury, W., et al. Control over Catenation in Pillared Paddlewheel Metal–Organic Framework Materials via Solvent-Assisted Linker Exchange. Chem. Mater. 25, 739-744 (2013).
  18. Karagiaridi, O., et al. Opening Metal–Organic Frameworks Vol. 2: Inserting Longer Pillars into Pillared-Paddlewheel Structures through Solvent-Assisted Linker Exchange. Chem. Mater. 25, 3499-3503 (2013).
  19. Li, T., Kozlowski, M. T., Doud, E. A., Blakely, M. N., Rosi, N. L. Stepwise Ligand Exchange for the Preparation of a Family of Mesoporous MOFs. J. Am. Chem. Soc. , (2013).
  20. Karagiaridi, O., et al. Opening ZIF-8: A Catalytically Active Zeolitic Imidazolate Framework of Sodalite Topology with Unsubstituted Linkers. J. Am. Chem. Soc. 134, 18790-18796 (2012).
  21. Takaishi, S., DeMarco, E. J., Pellin, M. J., Farha, O. K., Hupp, J. T. Solvent-assisted linker exchange (SALE) and post-assembly metallation in porphyrinic metal-organic framework materials. Chemical Science. 4, 1509-1513 (2013).
  22. Vermeulen, N. A., et al. Aromatizing Olefin Metathesis by Ligand Isolation inside a Metal– Organic Framework. J. Am. Chem. Soc. 135, 14916-14919 (2013).
  23. Nelson, A. P., Farha, O. K., Mulfort, K. L., Hupp, J. T. Supercritical Processing as a Route to High Internal Surface Areas and Permanent Microporosity in Metal−Organic Framework Materials. J. Am. Chem. Soc. 131, 458-460 (2008).
  24. Farha, O. K., et al. De novo synthesis of a metal–organic framework material featuring ultrahigh surface area and gas storage capacities. Nat Chem. 2, 944-948 (2010).
  25. Furukawa, H., et al. Ultrahigh Porosity in Metal-Organic Frameworks. Science. 329, 424-428 (2010).
  26. Farha, O. K., Malliakas, C. D., Kanatzidis, M. G., Hupp, J. T. Control over Catenation in Metal−Organic Frameworks via Rational Design of the Organic Building. J. Am. Chem. Soc. 132, 950-952 (2009).
  27. Shultz, A. M., Sarjeant, A. A., Farha, O. K., Hupp, J. T., Nguyen, S. T. Post-Synthesis Modification of a Metal–Organic Framework To Form Metallosalen-Containing MOF Materials. J. Am. Chem. Soc. 133, 13252-13255 (2011).
  28. Li, H., Eddaoudi, M., O'Keeffe, M., Yaghi, O. M. Design and synthesis of an exceptionally stable and highly porous metal-organic framework. Nature. 402, 276-279 (1999).
  29. Ferey, G., et al. Chromium Terephthalate-Based Solid with Unusually Large Pore Volumes and Surface Area. Science. 309, 2040-2042 (2005).
  30. Cavka, J. H., et al. A New Zirconium Inorganic Building Brick Forming Metal Organic Frameworks with Exceptional Stability. J. Am. Chem. Soc. 130, 13850-13851 (2008).
  31. Chen, Z., Xiang, S., Zhao, D., Chen, B. Reversible Two-Dimensional−Three Dimensional Framework Transformation within a Prototype Metal−Organic Framework. Crystal Growt., & Design. 9, 5293-5296 (2009).
  32. Walton, K. S., Snurr, R. Q. Applicability of the BET Method for Determining Surface Areas of Microporous Metal−Organic Frameworks. J. Am. Chem. Soc. 129, 8552-8556 (2007).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Solvent Assisted Linker ExchangeSupercritical CO2 DryingPowder X ray DiffractionNitrogen Isotherm AnalysisBrunauer Emmett Teller AnalysisFramework ActivationCrystal MorphologyGas Absorption ApplicationsPillar Paddle Wheel

Похожие статьи