Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Overflate Functionalization av metall-organisk rammeverk for forbedret fukt motstand

Published: September 5, 2018 doi: 10.3791/58052

Summary

Robust funksjonelle catechol belegg ble produsert i ett trinn ved direkte reaksjon av kjent som HKUST med syntetisk catechols under anaerob forhold. Dannelsen av homogen belegg rundt hele krystallen er tilskrevet biomimetic katalytisk aktiviteten til Cu(II) dimers på den ytre overflaten av krystaller.

Abstract

Metal-organisk rammer (MOF-filene) er en klasse av porøse uorganiske materialer med lovende egenskaper i gasslager og separasjon, katalyse og sensing. Men er hovedproblemet begrense deres anvendbarhet deres dårlig stabilitet under fuktige værforhold. De vanlige metodene for å løse dette problemet innebærer dannelsen av sterk metall-linker obligasjoner ved hjelp av høyspent metaller, som er begrenset til et antall strukturer, innføring av alkylic grupper til rammen av post syntetiske endring (PSM) eller kjemisk damp avsetning (CVD) for å forbedre generelle hydrophobicity av rammeverket. Disse to siste provosere vanligvis en drastisk reduksjon av porøsitet av materialet. Disse strategiene tillater ikke for å utnytte egenskapene til MOF allerede tilgjengelig og det er viktig å finne nye metoder for å forbedre stabiliteten av MOF-filene i vann mens beholder sine egenskaper. Her rapporterer vi en ny metode for å øke vann stabiliteten av MOF krystaller med Cu2(O2C)4 skovlhjul enheter, for eksempel HKUST (hvor HKUST står for Hongkong University of Science & Technology), med catechols functionalized med alkyl og fluoro-alkyl kjeder. Ved å ta fordel av umettet metall nettsteder og den katalytiske catecholase-lignende aktiviteten CuII ioner, vi er kjøpedyktig opprette robust hydrofobe belegg gjennom oksidering og påfølgende polymerisering av catechol på overflaten av den krystaller under anaerob og vannfrie betingelser uten å forstyrre den underliggende strukturen av rammen. Denne tilnærmingen ikke bare gir materiale med bedre water stabiliteten, men gir også kontroll over funksjonen til den beskyttende belegget, som muliggjør utviklingen av funksjonelle belegg for opptak og separasjoner av flyktige organiske forbindelser . Vi er overbevist om at denne tilnærmingen kan også bli utvidet til andre ustabile MOF-filene med åpne metall nettsteder.

Introduction

Metal-organisk rammene er en klasse av krystallinsk porøse materialer bygget fra uorganiske metallisk komponenter, vanligvis kalt sekundær bygningen enheter (SBUs), holdt sammen av polytopic organisk ligander gjennom coordinative obligasjoner. Den selv-montering av disse SBUs med organisk linkers gjør at dannelsen av utvidet 3D porøse strukturer med svært høy flater og lovende anvendelser innen gass lagring og separasjon1,2, katalyse og sensing3. Men er den viktigste begrensningen for deres anvendbarhet deres dårlig stabilitet i vann4,5som de fleste av dem innlemme divalent metaller i strukturen som resulterer i labil koordinering obligasjoner, som i klassisk materialer som MOF-56eller HKUST7.

Felles tilnærminger for å løse dette problemet innebærer på den ene siden, etableringen av sterkere koordinering obligasjoner ved bruk av svært ladet metaller, som Zr eller Ti(IV), grunnleggende N-giver ligander7,8 eller ligander omfatter syrer og grunnleggende nettsteder9. Men denne metoden er begrenset til nye materialer og tillater ikke for å styrke stabiliteten i MOF-filene allerede finnes. Derimot, bruke tilnærminger å forbedre stabiliteten av allerede kjente metodene etter syntetiske modifisering for å introdusere hydrofobe moieties i tomrommet av post syntetiske modifisering av koblingsfunksjonalitet10,11 eller kjemiske damp avsetning (CVD)12. Dessverre kommer stabiliteten på disse metodene på utgiftene til en drastisk reduksjon i porøsitet av materiale og bruk av avansert instrumentering. Nyere bruk av modifisert phosphonic syren, som 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (DOPA)13 eller n- octadecylphosphonic acid (OPA)14, å formidle hydrophobicity i kjente Zr(IV) MOF-filene skal også markeres.

Catechol forbindelser, som Dopamin, har blitt brukt til å functionalize et bredt spekter av materialer gjennom dannelsen av polydopamine15. Dannelsen av disse belegg er imidlertid begrenset til bruk av bufret vannoppløsning litt grunnleggende løsninger som ikke er egnet for MOF-filene med labil obligasjoner. Bortoluzzi et al. nylig rapportert at polydopamine kan produseres i løsningen av et binuclear Cu(II) kompleks med Cu2(μ-O) som en katalytisk16 som viser catecholase-lignende katalytisk aktivitet minner av naturlige enzymer som catechol oksidase17 og tyrosinase18. Vi har nylig vist hvordan en MOF basert på Cu(II) skovlhjul SBUs via trimesate linkers, kjent som HKUST, kan være beskyttet fra hydrolytisk nedbrytning av polymerisasjon av functionalized catechols, som 4-hepatdecyl-catechol (hdcat) eller fluorholdige-4-undecylcatechol (fdcat), på overflaten av krystaller19. Denne enkle metoden beviser hvor effektiv funksjonelle belegg kan syntetiseres under mild forhold uansett funksjonaliteten av catechol og uten bruk av buffer løsninger som kan kompromiss stabiliteten i rammen, på grunn av biomimetic katalytisk aktivitet av Cu(II). Vi tror at denne nye metoden kan føre til dannelse av funksjonelle belegg som, i tillegg til å beskytte mot hydrolytisk fornedrelse, kan gjøre selektiv adsorpsjon av chiral molekyler eller flyktige organiske forbindelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Syntetisk prosedyren for hdcat@HKUST

Merk: Hele prosessen må utføres i en hanskerommet for å unngå kontakt med omgivende fuktighet. Følgelig, alle reagenser og løsemidler brukes må være tørr og lagret i i hanskerommet.

  1. Ta en åpen 4 mL hetteglass, to spatler og 1 mL brønnene i i hanskerommet.
  2. Overføre 50 mg hdcat inn i hetteglass.
    Merk: I noen tilfeller en antistatisk pistol kan være nødvendig for å unngå uønskede virkninger av statisk elektrisitet.
  3. Sett 1 mL av vannfri kloroform i hetteglass som inneholder hdcat.
    Merk: Ikke alle hdcat kan løses helt i romtemperatur, men det oppløses raskt når ampullen plasseres i ovnen i neste trinn.
  4. Plasser 10 mg av HKUST i kloroform løsningen som inneholder hdcat og forsegle ampullen tett.
  5. Ta ampullen av i hanskerommet og sonicate suspensjon av HKUST og hdcat i kloroform i noen sekunder til homogenize løsningen.
    Merk: Ikke utsett innholdet av ampullen til luft som innføring av O2 i reaksjon media kunne kjøre polymerisasjon av catechol i løsning og ikke på overflaten av krystaller15.
  6. Sted ampullen i ovnen på 70 ° C over natten. Kontroller at ampullen er tett forseglet for å unngå fordampning av kloroform under reaksjonen (kokepunktet (CHCl3) = 61.2 ° C).
    Merk: I noen tilfeller en Teflon stripe omkring Skrukork kan være nyttig. Denne protokollen krever en forvarmet ovn ved 70 ° C. Temperaturen bør ikke være høyere enn 70 ° C, som amorfe produkter kan hentes ellers.

2. Vask prosedyren for hdcat@HKUST

  1. Ta ampullen ut av ovnen etter å overnatte på 70 ° C og overføre den til i hanskerommet sammen med en 15 mL sentrifuge rør.
  2. Overføre innholdet i ampullen til sentrifuge røret inne i hanskerommet bruker ferske vannfri kloroform.
  3. Skill belagt materiale hdcat@HKUST med sentrifugering (3354 x g, 1 min). Kontroller at sentrifuge røret er tett avkortet som det må tas ut av hanske-boksen for å sentrifuge materialet.
  4. Introdusere sentrifuge røret raskt i i hanskerommet etter sentrifugering.
  5. Ekstra nedbryting forsiktig med en dropper og oppbevares i en ren 40 mL hetteglass.
  6. Avbryte belagt materialet 3 mL vannfri CHCl3 for å fjerne mulig polymerized catechol enheter som ikke er knyttet til overflaten av krystaller.
  7. Gjenta trinn 2.3-2.6 tre ganger.
  8. Avbryte belagt materialet 3 mL vannfri metanol.
  9. Gjenta 2.3-2.6 tre ganger men bruker vannfri metanol for å fjerne Ureagert hdcat molekyler.
    Merk: Ikke kast hdcat løsninger som produktet kan utvinnes av langsom fordampning av løsningene i i hanskerommet og gjenbrukes.
  10. Overføre vasket hdcat@HKUST til et hetteglass med vannfri metanol og vente til belagt solid bosetter seg på bunnen av ampullen.
  11. Ta ut nedbryting og la pulveret tørr ved romtemperatur i i hanskerommet.

3. Syntetisk prosedyren for fdcat@HKUST

Merk: Hele prosessen må utføres i en hanskerommet for å unngå kontakt med omgivende fuktighet. Følgelig, alle reagenser og løsemidler brukes må være tørr og lagret i i hanskerommet.

  1. Innføre en åpen 4 mL hetteglass, to spatler og 1 mL brønnene i i hanskerommet.
  2. Plass 50 mg fdcat inne i hetteglass.
    Merk: I noen tilfeller en antistatisk pistol kan være nødvendig for å unngå uønskede virkninger av statisk elektrisitet.
  3. Sett 1 mL av vannfri kloroform i hetteglass som inneholder fdcat.
    Merk: Ikke alle fdcat kan løses helt i romtemperatur, men det oppløses raskt når ampullen plasseres i ovnen i neste trinn.
  4. Plasser 10 mg av HKUST i kloroform løsningen som inneholder fdcat og forsegle ampullen tett.
  5. Ta ampullen av i hanskerommet og sonicate suspensjon av HKUST og fdcat i kloroform i noen sekunder til homogenize løsningen.
    Merk: Ikke utsett innholdet av ampullen til luft i alle fall som innføring av O2 i reaksjon media kunne kjøre polymerisasjon av catechol i løsning og ikke på overflaten av krystaller15.
  6. Sted ampullen i ovnen på 70 ° C over natten. Kontroller at ampullen er tett forseglet for å unngå fordampning av kloroform under reaksjonen (kokepunktet (CHCl3) = 61.2 ° C).
    Merk: I noen tilfeller en teflon stripe omkring Skrukork kan være nyttig. Denne protokollen krever en forvarmet ovn ved 70 ° C. Temperaturen bør ikke være høyere enn 70 ° C, som amorfe produkter kan hentes ellers.

4. vask prosedyren for fdcat@HKUST

  1. Ta ampullen ut av ovnen etter å overnatte på 70 ° C og overføre den til i hanskerommet sammen med en 15 mL sentrifuge rør.
  2. Overføre innholdet i ampullen til sentrifuge røret inne i hanskerommet bruker ferske vannfri kloroform.
  3. Skill belagt materiale fdcat@HKUST med sentrifugering (3354 x g, 1 min). Kontroller at sentrifuge røret er tett avkortet som det må tas ut av hanske-boksen for å sentrifuge materialet.
  4. Innføre sentrifuge røret raskt i i hanskerommet etter sentrifugering.
  5. Ekstra nedbryting forsiktig med en dropper og oppbevares i en ren 40 mL hetteglass.
  6. Avbryte belagt materialet 3 mL vannfri CHCl3 for å fjerne mulig polymerized catechol enheter som ikke er knyttet til overflaten av krystaller.
  7. Gjenta trinn 4.3-4.6 tre ganger.
  8. Avbryte belagt materialet 3 mL vannfri metanol.
  9. Gjenta 4.3-4.6 tre ganger men bruker vannfri metanol for å fjerne Ureagert fdcat molekyler.
    Merk: Ikke kast fdcat løsninger som produktet kan utvinnes av langsom fordampning av løsningene i i hanskerommet og gjenbrukes.
  10. Overføre vasket fdcat@HKUST til et hetteglass med vannfri metanol og vente til belagt solid bosetter seg på bunnen av ampullen.
  11. Ta ut nedbryting og la pulveret tørr ved romtemperatur i i hanskerommet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Alle reagenser og materiale som var lagret i i hanskerommet og brukte som mottok uten noen ytterligere rensing med mindre annet er oppgitt. Hele prosessen er gjennomført i en hanskerommet for å unngå kontakt med fuktighet som kan svekke ubestrøket materialet.

For å sikre reproduserbarhet under forsøkene, ble kommersielt tilgjengelig HKUST med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse nær 40-50 µm (figur 1), brukt som tidligere studier foreslo at partikkelen er viktig for reproduserbar overflate tetthet functionalization20.

Krystaller av HKUST er suspendert i vannfri kloroform løsninger av hdcat eller fdcat (figur 1c) i i hanskerommet. Hetteglassene var tett avkortet og tatt ut i hanskerommet og sonicated i noen sekunder til homogenize suspensjon. Deretter ble blandinger oppvarmet til 70 ° C over natten i en forvarmet ovn ved statisk betingelser. Faste stoffer var atskilt med sentrifugering og skylles med kloroform (x 3) og metanol (x3) for å fjerne ledige polymerized enheter og Ureagert catechol molekyler, henholdsvis15.

Den første demonstrasjonen av overflaten endring av krystallene er deres økt hydrophobicity når de er dynket i vann (figur 2). Sammenlignet med den nakne HKUST, som umiddelbart synker til bunns av ampullen, kan hdcat@HKUST og fdcat@HKUST stå på vannet i flere dager uten synker. Kontakt vinkel (CA) mål faktisk bekrefte den overlegne hydrophobicity hdcat@HKUST og fdcat@HKUST med CA verdier av 107 ± 1° og 124 ± 1°, henholdsvis sammenlignet med HKUST som var svært hydrofile (figur 2).

Sammenligning av FT-IR spektra av HKUST før og etter belegg prosessen hdcat og fdcat foreslo riktig innlemmelse av catecholate molekyler på krystall. Ved hdcat@HKUST (Figur 3et), kan bandene tilsvarer Alkan C-H strekker vibrasjoner (3000-2800 cm-1) av alkylic kjeden av hdcat observeres, og hvilke som ikke finnes i den nakne HKUST. For fdcat@HKUST (Figur 3b) er de nye bandene som vises de av Alkan C-F strekker vibrasjoner (1250-1100 cm-1) som ikke er observert i HKUST. Som estimert fra thermogravimetric analyse i vår tidligere arbeid19representert catecholate pode en 3,1% og 2,6% for hdcat@HKUST og fdcat@HKUST, henholdsvis.

Skanning-elektronmikroskop (SEM) bilder av hdcat@HKUST og fdcat@HKUST viser en ytre korrugerte lag av ca. 600 nm rundt krystaller. Disse resultatene antydet en effektiv polymerisering av hdcat og fdcat molekyler på overflaten av krystallene mens respekterer deres morfologi (Figur 4en). Dette ble ytterligere bekreftet av X-ray photoelectron spektroskopi (XPS) mål som viste Cu(I) og Cu(II) på 933 og 935 eV, henholdsvis hdcat@HKUST og fdcat@HKUST, som vi tilskrevet reaksjonen av catechol moieties av Cuenheter på overflaten og påfølgende polymerisasjon (Figur 4b). Som beskrevet i vår forrige studie, NMR spekter av fordøyd hdcat@HKUST og fdcat@HKUST også bekrefter at materialet rundt krystallene er virkelig polymerized catechol molekyler15,19.

Dannelsen av catecholate belegg på HKUST fant fortsette med ingen effekt over krystallstrukturen av HKUST som bekreftes av pulver X-ray Diffraksjon målinger (PXRD, Figur 4c). Dette ble også bekreftet av porøsitet målinger på 77 K med N2 som adsorbent (Figur 4d), som viste at hdcat@HKUST og fdcat@HKUST beholder sine areal med mindre variasjoner etter belegg prosessen. Dette resultatet foreslår også at polymerisasjon reaksjonen oppstår bare på overflaten av krystallene ikke i porene i materialet.

Figure 1
Figur 1 : Skjematisk fremstilling av materialet. (en) krystallstrukturen av HKUST, (b) SEM mikroskop-bilde av en HKUST krystall og (c) kjemisk struktur av de functionalized catechols. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : Hydrophobicity av belagt. Kontakt vinkel verdier av nakne HKUST, hdcat@HKUST og fdcat@HKUST og bildet viser forskjellen i hydrophobicity av de endrede faste stoffer i forhold til HKUST. Dette tallet er tilpasset med tillatelse fra ref. 19. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Kjemisk karakterisering av hdcat@HKUST og fdcat@HKUST. Fourier-forvandlet infrarød (FT-IR) spektra av hdcat@HKUST med HKUST og hdcat (en), og fdcat@HKUST med HKUST og fdcat (b). Dette tallet er tilpasset med tillatelse fra ref. 19. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4 : Effekten av det catecholate belegget på egenskapene for HKUST. (en) SEM bilder av HKUST, hdcat@HKUST og fdcat@HKUST krystaller. (b) Cu 2 p oppløsning XPS spectra, (c) PXRD mønstre sammenlignet med simulert PXRD av HKUST og (d) N2isotherms på 77 K av faste stoffer før og etter belegg prosessen. Dette tallet er tilpasset med tillatelse fra ref. 19. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Metoden i dette arbeidet gir en enkel og effektiv tilnærming for overflate endring av MOF krystaller av direkte reaksjon med syntetisk catechols under mild forhold uansett funksjonaliteten i kjeden. I motsetning til konvensjonelle tilnærming til å produsere polydopamine-aktig belegg, kan denne ruten utføres i vannfri og anaerobe forholdene og uten base tillegg som kan kompromiss stabiliteten i den MOF-filen. Metanol og kloroform ble først valgt basert på tidligere arbeider14,20og høy Løseligheten av catechol molekyler i disse løsemidler. Imidlertid metanol ble raskt forkastet på grunn av de lave catechol belastninger innhentet i HKUST (ca 1,2 wt % for hdcat), i forhold til de oppnådd med kloroform (ca 3,6% for hdcat), basert på tidligere thermogravimetric analyser19. Løsemiddelet spiller derfor ikke en uskyldig rolle som forskjellige løsemidler kan gi forskjellige catechol belastninger. Det er viktig å understreke at prosessen må utføres i en oksygenfri atmosfære som oksygen kan fremme oksidativt polymerisasjon av catechol molekyler i løsning og ikke på overflaten av materialet. Overflaten endring av HKUST med hdcat eller fdcat kan være direkte observert av kontakt vinkel målinger (figur 2), som viste endringen fra hydrofile til svært hydrofobe både hdcat@HKUST og fdcat@HKUST og infrarød spektroskopi (figur 3) som viste de karakteristiske vibrasjonsmedisin bandene av catechol moieties i den endrede faste stoffer.

Functionalization av framework skjer uten betydelige tap av crystallinity eller såkalt egenskapene til materialet (tall 4c-d). Videre inspeksjon av hdcat@HKUST og fdcat@HKUST krystaller av skanning elektronmikroskop avslører en grovere overflaten sammenlignet med bare HKUST. Behandling av endrede krystallene i kloroform under grundig sonication tillatt del av det polycatecholate belegget til å bli skrelt ut (figur 4en) avslørende del av den opprinnelige krystallen, som tjente også til å finne en omtrentlig tykkelsen på belegget lag (ca. 600 nm)19. Dannelsen av denne polycatechol belegg er tilskrevet biomimetic katalytisk aktiviteten til den Cu(II) arten finnes på overflaten av HKUST krystaller på oksidasjon av catechol molekyler, lik den enzymatiske aktiviteten av catechol oksidase17 , som det også bekreftet av XPS målingene som viser tilstedeværelsen av Cu(I) på overflaten av krystaller som følge av oksidativt polymerisasjon prosessen. I motsetning til andre verk som beskriver den overflaten functionalization av MOF-filene krystaller med polymere matriser12, som gjør bruk av avansert instrumentering, utnytter denne metodikken MOF-funksjoner, for eksempel åpne metall områdene i HKUST, for å utløse polymerisasjon av catechol molekyler under mild forhold.

Denne tilnærmingen ikke bare forbedrer fuktigheten toleranse av materiale19, men også gir kontroll over funksjonaliteten til pode rundt krystaller, som det kan manipuleres av praktisk valg av den functionalized catechol. Vi tror at denne metoden vil gi en interessant tilnærming ikke bare for kjente Cu-MOF-materiale, men også for andre MOF-filene med åpne metall nettsteder, som vil kunne innlemme romanen funksjoner som ikke var til stede i ikke-functionalized solid, for eksempel opptak av chiral molekyler eller flyktige organiske forbindelser. Dette kan oppnås av funksjonaliteten i catechol molekylet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av EU (ERC Stg Chem-fs-MOF 445 714122), spansk MINECO (enhet av fortreffelighet MDM-2015-0538) og Generalitat Valenciana 447 (Grant GV/2016/137). C.M.-G. og JC-G. Takk spansk 448 MINECO for en Ramón y Cajal fellesskap og FPI stipend 449 (CTQ2014-59209-P), henholdsvis. N.M.P. takk Junta de 450 Andalucía for doc. P10-FQM-6050. F.N. og 451 D.R.M. er også takknemlige for financial støtte tilbys av 452 prosjektet MAT2015-70615-R fra det spanske regjeringen og 453 av FEDER midler. ICN2 er finansiert av den Søk etter program/Generalitat de Catalunya og støttes av Severo Ochoa programmet det spanske departementet for økonomi, industri og konkurranseevne (MINECO, gir ingen. SEV-2013-0295).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Basolite C-300 Sigma-Aldrich 688614 Commercial HKUST
Anhydrous Methanol (99.8%) Sigma-Aldrich 322415
Anhydrous Chloroform (>99%) Sigma-Aldrich 288306
Mettler Toledo TGA/SDTA 851 Mettler Toledo Thermogravimetric Analyser
Agilent Cary 630 FTIR Agilent FT-IR Spectrophotometer, ATR Module
PANalytical X’Pert Pro PANalytical Powder XRD Diffractometer
AUTOSORB-6 apparatus Quantachrome Nitrogen Isotherms were carried out with this equipment. Activation of the samples was carried out under dynamic vacuum at 170 °C. Performed by the technical service of Universitat d'Alacant.
K-Alpha X-ray photoelectron spectrometer system Thermo-Scientific Analysis were performed at the X-Ray unit of the Universitat d'Alacant
FEI Quanta 650 FEG scanning electron microscope Fisher Scientific Used to observe partcle morphologies and dimensions

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Kjemi problemet 139 metall-organisk rammer overflate functionalization vann stabilitet catecholase biomimetics hydrofobe coating functionalized catechols
Overflate Functionalization av metall-organisk rammeverk for forbedret fukt motstand
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Castells-Gil, J., Novio, F., Padial, More

Castells-Gil, J., Novio, F., Padial, N. M., Tatay, S., Ruíz-Molina, D., Martí-Gastaldo, C. Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance. J. Vis. Exp. (139), e58052, doi:10.3791/58052 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter