Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Functionalization superfície de estruturas Metal-orgânicas para resistência à umidade melhorada

Published: September 5, 2018 doi: 10.3791/58052

Summary

Revestimentos de robusta catecol funcional foram produzidos em uma única etapa pela reação direta do material conhecido como HKUST com catecóis sintéticos em condições anaeróbias. A formação de revestimentos homogéneos em torno do cristal inteiro é atribuída à atividade catalítica biomimetic de dímeros de Cu(II) na superfície externa dos cristais.

Abstract

Estruturas de metal-orgânico (MOFs) são uma classe de materiais porosos de inorgânicos com propriedades promissoras no armazenamento de gás e separação, catálise e sensoriamento. No entanto, a questão principal, limitando a sua aplicabilidade é sua estabilidade pobre em condições de umidade. Os métodos comuns para superar esse problema envolvem a formação de fortes laços de metal-linker usando altamente carregada de metais, que é limitado a um número de estruturas, a introdução de grupos alkylic ao quadro por modificação pós-sintético (PSM) ou deposição de vapor químico (CVD) para melhorar a hidrofobicidade global do quadro. Estes dois últimos geralmente provocam uma redução drástica da porosidade do material. Estas estratégias não permite explorar as propriedades do MOF já está disponível e é imperativo encontrar novos métodos para melhorar a estabilidade de MOFs na água, mantendo suas propriedades intactas. Neste documento, nós relatamos um método inovador para melhorar a estabilidade de água de cristais do MOF com o Cu2(O2C)4 rodas de pás unidades, tais como HKUST (onde HKUST representa Hong Kong University of Science & Technology), com as catecóis acrescida com cadeias alquila e fluoro-alquil. Tirando vantagem dos sites de metal insaturados e catecholase, como atividade catalítica de íons de CuII , somos capazes de criar revestimentos hidrofóbicos robustos através da oxidação e polimerização subsequente das unidades catecol na superfície da cristais em condições anaeróbias e isento de água sem interromper a estrutura subjacente do quadro. Esta abordagem não só proporciona o material com estabilidade melhorada de água mas também fornece controle sobre a função do revestimento protetor, que permite o desenvolvimento de revestimentos funcionais para a adsorção e separação de compostos orgânicos voláteis . Estamos confiantes de que esta abordagem também pode ser estendida para outros MOFs instáveis com sites de metal abertos.

Introduction

Estruturas de metal-orgânicos são uma classe de materiais porosos cristalinos, construído a partir de componentes metálicos inorgânicos, normalmente chamados edifício secundário unidades (SBUs), realizadas em conjunto por polytopic ligantes orgânicos através de laços coordenativas. A auto-montagem do SBUs com os linkers orgânicas permite a formação de estendida 3D estruturas porosas com áreas de superfície muito altas e promissoras aplicações nas áreas de armazenamento e separação1,2, catálise de gás e sensor3. No entanto, a principal limitação para sua aplicabilidade é sua estabilidade pobre em água4,5, como a maioria deles incorporam metais divalentes em sua estrutura que resulta em títulos de coordenação lábeis, como aqueles encontrados em clássica materiais como o MOF-5,6ou HKUST7.

Abordagens comuns para resolver este problema envolvem, por um lado, a criação de uma coordenação mais forte ligações pelo uso de metais altamente carregados, como Zr ou Ti(IV), base N-doador ligantes7,8 ou ligantes incorporando ácidos e sites básico9. No entanto, este método é limitado para novos materiais e não permite para melhorar a estabilidade de MOFs já disponíveis. Por outro lado, as abordagens para melhorar a estabilidade dos materiais já conhecidos usam os métodos de modificação pós-sintético para introduzir partes hidrofóbicas no espaço vazio por modificação pós-sintética do vinculador10,11 ou por vapor químico (CVD) de deposição12. Infelizmente, a estabilidade desses métodos entra para as despesas de uma redução drástica da porosidade do material e da utilização de instrumentos sofisticados. A recente utilização de ácidos fosfônico modificados, tais como 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (DOPA)13 ou n- octadecilfosfônico ácido (OPA)14, para dar a hidrofobicidade em conhecido Zr(IV) MOFs também deve ser destacada.

Compostos de catecol, tais como a dopamina, têm sido extensivamente usados para funcionalizar uma ampla gama de materiais através da formação de polydopamine15. No entanto, a formação destes revestimentos é limitada ao uso de soluções aquosas em buffer para soluções ligeiramente básicas, que não são adequados para MOFs com títulos lábil. Bortoluzzi et al relataram recentemente que polydopamine pode ser produzido em solução por um complexo binuclear de Cu(II) com o Cu2(µ-O) como um centro catalítico16 que exibe a atividade catalítica de catecholase, como uma reminiscência de natural enzimas como a catecol oxidase17 e tirosinase18. Mais recentemente, mostramos como um MOF baseada Cu(II) com rodas de pás SBUs conectados por meio de trimesate linkers, conhecidos como HKUST, pode ser protegido da degradação hidrolítica pela polimerização de catecóis funcionais, tais como 4-hepatdecyl-catecol (hdcat) ou gases fluorados-4-undecylcatechol (fdcat), na superfície dos cristais19. Este método simples prova eficientes como revestimentos funcionais podem ser sintetizados em condições suaves independentemente a funcionalidade do catecol e sem o uso de soluções-tampão que podem comprometer a estabilidade do quadro, devido o biomimetic atividade catalítica das unidades Cu(II). Acreditamos que este novo método poderia permitir a formação de revestimentos funcionais que, além de proteger da degradação hidrolítica, poderá permitir a adsorção seletiva de moléculas quirais ou compostos orgânicos voláteis.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Procedimento sintético de hdcat@HKUST

Nota: Todo o processo deve ser realizado dentro de um porta-luvas, para evitar qualquer contato com a umidade ambiente. Consequentemente, todos os reagentes e solventes utilizados devem ser seco e armazenado no porta-luvas.

  1. Trazer um frasco de vidro aberto 4 mL, duas espátulas e uma micropipeta de 1 mL para o porta-luvas.
  2. Transferi 50 mg de hdcat dentro do frasco de vidro.
    Nota: Em alguns casos, uma arma antiestática pode ser necessária para evitar os efeitos indesejáveis de eletricidade estática.
  3. Coloque 1 mL de clorofórmio anidro no frasco de vidro contendo hdcat.
    Nota: Nem todos os hdcat pode ser dissolvido completamente em temperatura ambiente, mas dissolve-se muito rapidamente quando o frasco é colocado no forno nas próximas etapas.
  4. Coloque 10 mg de HKUST em solução de clorofórmio, contendo hdcat e feche bem o frasco.
  5. Pegue o frasco fora do porta-luvas e proceda à sonicação a suspensão de HKUST e hdcat em clorofórmio durante alguns segundos para homogeneizar a solução.
    Nota: Não exponha o conteúdo do frasco para o ar ambiente, como a introdução de O2 na mídia reação poderia conduzir a polimerização das unidades catecol em solução, em vez de na superfície dos cristais15.
  6. Lugar do frasco na estufa a 70 ° C durante a noite. Certifique-se de que o frasco está hermeticamente fechado para evitar a evaporação do clorofórmio durante a reação (ponto de ebulição (CHCl3) = 61,2 ° C).
    Nota: Em alguns casos, uma tira de Teflon em torno da tampa de rosca pode ser útil. Este protocolo requer um forno pré-aquecido a 70 ° C. A temperatura não deve ser superior a 70 ° C, como produtos amorfos podem ser obtidos de outra forma.

2. Procedimento de lavagem de hdcat@HKUST

  1. Tirar do forno o frasco, depois de ter sido durante a noite a 70 ° C e transferi-lo para a caixa de luva juntamente com um tubo de centrífuga de 15 mL.
  2. Transferi o conteúdo do frasco para o tubo de centrifugação dentro da luva-caixa usando clorofórmio anidro fresco.
  3. Separe o hdcat@HKUST material revestido por centrifugação (3354 x g, 1 min). Certifique-se que o tubo de centrifugação é bem rolhado como ele deve ser retirado o porta-luvas para centrifugar o material.
  4. Introduza o tubo de centrifugação rapidamente no porta-luvas após a centrifugação.
  5. Extraia o sobrenadante cuidadosamente usando um conta-gotas e armazená-lo em um frasco de vidro limpo 40 mL.
  6. Suspenda o material revestido em 3 mL de anidro CHCl3 a fim de remover as unidades possíveis catecol polimerizado que não estão conectadas à superfície dos cristais.
  7. Repita as etapas 2.3-2.6 três vezes.
  8. Suspenda o material revestido em 3 mL de metanol anidro.
  9. Repita as etapas 2.3-2.6 três vezes mas usando metanol anidro a fim de remover moléculas de hdcat não tenha reagido.
    Nota: Não deite fora as soluções de hdcat como o produto pode ser recuperado pela evaporação lenta das soluções no porta-luvas e reutilizado.
  10. Transferi o hdcat@HKUST lavado para um frasco de vidro usando metanol anidro e espere até que o sólido revestido instala-se na parte inferior do frasco.
  11. Retire o sobrenadante e deixar o pó seco à temperatura ambiente no porta-luvas.

3. Procedimento sintético de fdcat@HKUST

Nota: Todo o processo deve ser realizado dentro de um porta-luvas, para evitar qualquer contato com a umidade ambiente. Consequentemente, todos os reagentes e solventes utilizados devem ser seco e armazenado no porta-luvas.

  1. Introduza um frasco de vidro aberto 4 mL, duas espátulas e uma micropipeta 1 mL-luvas.
  2. Colocar 50 mg de fdcat dentro do frasco de vidro.
    Nota: Em alguns casos, uma arma antiestática pode ser necessária para evitar os efeitos indesejáveis da eletricidade estática.
  3. Coloque 1 mL de clorofórmio anidro no frasco de vidro contendo fdcat.
    Nota: Nem todos o fdcat pode ser dissolvido completamente em temperatura ambiente, mas dissolve-se muito rapidamente quando o frasco é colocado no forno nas próximas etapas.
  4. Coloque 10 mg de HKUST em solução de clorofórmio, contendo fdcat e feche bem o frasco.
  5. Pegue o frasco fora do porta-luvas e proceda à sonicação a suspensão de HKUST e fdcat em clorofórmio durante alguns segundos para homogeneizar a solução.
    Nota: Não exponha o conteúdo do frasco para o ar ambiente em todo o caso, como a introdução de O2 na mídia reação poderia conduzir a polimerização das unidades catecol em solução, em vez de na superfície dos cristais15.
  6. Lugar do frasco na estufa a 70 ° C durante a noite. Certifique-se de que o frasco está hermeticamente fechado para evitar a evaporação do clorofórmio durante a reação (ponto de ebulição (CHCl3) = 61,2 ° C).
    Nota: Em alguns casos, uma tira de teflon em torno da tampa de rosca pode ser útil. Este protocolo requer um forno pré-aquecido a 70 ° C. A temperatura não deve ser superior a 70 ° C, como produtos amorfos podem ser obtidos de outra forma.

4. procedimento de fdcat@HKUST de lavagem

  1. Tirar do forno o frasco, depois de ter sido durante a noite a 70 ° C e transferi-lo para a caixa de luva juntamente com um tubo de centrífuga de 15 mL.
  2. Transferi o conteúdo do frasco para o tubo de centrifugação dentro da luva-caixa usando clorofórmio anidro fresco.
  3. Separe o fdcat@HKUST material revestido por centrifugação (3354 x g, 1 min). Certifique-se que o tubo de centrifugação é bem rolhado como ele deve ser retirado o porta-luvas para centrifugar o material.
  4. Introduza o tubo de centrifugação rapidamente-luvas após a centrifugação.
  5. Extraia o sobrenadante cuidadosamente usando um conta-gotas e armazená-lo em um frasco de vidro limpo 40 mL.
  6. Suspenda o material revestido em 3 mL de anidro CHCl3 a fim de remover as unidades possíveis catecol polimerizado que não estão conectadas à superfície dos cristais.
  7. Repita as etapas de 4.3-4.6 três vezes.
  8. Suspenda o material revestido em 3 mL de metanol anidro.
  9. Repita as etapas de 4.3-4.6 três vezes mas usando metanol anidro a fim de remover moléculas de fdcat não tenha reagido.
    Nota: Não deite fora as soluções de fdcat como o produto pode ser recuperado pela evaporação lenta das soluções no porta-luvas e reutilizado.
  10. Transferi o fdcat@HKUST lavado para um frasco de vidro usando metanol anidro e espere até que o sólido revestido instala-se na parte inferior do frasco.
  11. Retire o sobrenadante e deixar o pó seco à temperatura ambiente no porta-luvas.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Todos os reagentes e materiais foram armazenados no porta-luvas e usados como recebido sem qualquer depuração adicional, a menos que indicado o contrário. Todo o processo é realizado em um porta-luvas para evitar o contacto com a humidade que poderia degradar o material sem revestimento.

Para assegurar a reprodutibilidade durante os experimentos, HKUST comercialmente disponível com um tamanho de partícula médio perto de 40-50 µm (Figura 1), foi usado como estudos anteriores sugeriram que a partícula é importante para a superfície pode ser reproduzido densidade functionalization20.

Os cristais de HKUST são suspensas em soluções de clorofórmio anidro de hdcat ou fdcat (Figura 1c) no porta-luvas. Os frascos de vidro foram hermeticamente tampados e retirados o porta-luvas e lisados por alguns segundos homogeneizar a suspensão. Em seguida, as misturas foram aquecidas a 70 ° C durante a noite em um forno pré-aquecido em condições estáticas. Os sólidos foram separados por centrifugação e enxaguados com clorofórmio (X3) e metanol (x3) a fim de remover solto polimerizado unidades e moléculas de catecol não tenha reagido, respectivamente,15.

A primeira demonstração da modificação da superfície dos cristais é sua maior hidrofobicidade quando eles são embebidos em água (Figura 2). Em comparação com o HKUST desencapado, que imediatamente afunda até o fundo do frasco, hdcat@HKUST e fdcat@HKUST podem estar na água por vários dias sem afundar. As medições de ângulo de contacto (CA) de fato confirmam a hidrofobicidade superior de hdcat@HKUST e fdcat@HKUST com valores de CA de 107 ± 1° e 124 ± 1°, respectivamente, comparado a HKUST que era altamente hidrofílico (Figura 2).

Comparação dos espectros de FT-IR de HKUST antes e após o processo de revestimento de hdcat e fdcat sugeriu a incorporação correcta das moléculas do catecholate para o cristal. No caso de hdcat@HKUST (Figura 3a), as bandas correspondentes às vibrações alongamentos do C-H alcano (3000-2800 cm-1) da cadeia de alkylic de hdcat podem ser observadas, que não estão presentes no HKUST desencapado. Para fdcat@HKUST (Figura 3b), as novas bandas que aparecem são os de alcano C-F alongamentos vibrações (1250-1100 cm-1) que não são observadas HKUST. Como estimado de análise térmica química no nosso anterior trabalho19, a enxertia de catecholate representado um 3,1% e 2,6% para hdcat@HKUST e fdcat@HKUST, respectivamente.

Imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM) de hdcat@HKUST e fdcat@HKUST mostra uma camada externa ondulada de ca. 600 nm em torno dos cristais. Estes resultados sugeriram uma polimerização eficaz das moléculas na superfície dos cristais hdcat e fdcat, respeitando a sua morfologia (Figura 4a). Isto foi confirmado por medidas de espectroscopia (XPS) de fotoelétron de raios-x que mostrou a presença de Cu(I) e Cu(II) em 933 e 935 eV, respectivamente, em hdcat@HKUST e fdcat@HKUST, que nos atribuiu a reação das metades do catecol por Cuunidades na superfície e polimerização subsequente (Figura 4b). Conforme detalhado em nosso estudo anterior, espectro RMN do digerido hdcat@HKUST e fdcat@HKUST também confirma que o material que rodeia os cristais são de fato as moléculas de catecol polimerizado15,19.

A formação de revestimentos catecholate na HKUST foi encontrada para prosseguir sem impacto sobre a estrutura cristalina do HKUST, como confirmado pelo pó de medições de difração de raios x (PXRD, Figura 4c). Isto também foi confirmado através de medições de porosidade a 77 K usando N2 como adsorvente (Figura 4-d), que mostrou que a hdcat@HKUST e fdcat@HKUST mantém sua área de superfície com variações menores após o processo de revestimento. Este resultado também sugere que a reação de polimerização ocorre apenas na superfície dos cristais, em vez dos poros do material.

Figure 1
Figura 1 : Representação esquemática dos materiais. (um) estrutura cristalina de HKUST, (b) SEM Micrografia de um HKUST cristal e (c) estrutura química das catecóis funcionalizados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2 : Hidrofobicidade dos materiais revestidos. Entre em contato com valores de ângulo do desencapado HKUST, hdcat@HKUST e fdcat@HKUST e imagens mostrando a diferença de hidrofobicidade dos sólidos modificados em comparação com HKUST. Esta figura foi adaptada com permissão de ref. 19. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3 : Caracterização química de hdcat@HKUST e fdcat@HKUST. Transformada de Fourier espectros de infravermelho (FT-IR) de hdcat@HKUST com HKUST e hdcat (um) e fdcat@HKUST com HKUST e fdcat (b). Esta figura foi adaptada com permissão de ref. 19. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4 : Efeito do revestimento sobre as propriedades de HKUST catecholate. (um) SEM imagens de cristais HKUST, hdcat@HKUST e fdcat@HKUST. (b) Cu 2 p de alta resolução de espectros XPS, (c) PXRD padrões comparado ao PXRD simulado de HKUST e (d) N2isotérmicas em 77 K dos sólidos antes e após o processo de revestimento. Esta figura foi adaptada com permissão de ref. 19. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

O método relatado neste trabalho fornece uma abordagem simples e eficaz para a modificação da superfície dos cristais MOF pela reação direta com catecóis sintéticos sob condições suaves independentemente a funcionalidade da cadeia. Ao contrário da abordagem convencional de produção de revestimentos, como polydopamine, esta rota pode ser realizada em condições anaeróbicas e anidra e sem qualquer adição de base que pode comprometer a estabilidade do MOF. Metanol e clorofórmio primeiro foram escolhidos com base em anteriores trabalhos14,20e devido a alta solubilidade das moléculas catecol nestes solventes. No entanto, o metanol rapidamente foi descartado devido as cargas de baixa catecol obtidas em HKUST (ca 1.2 wt % para hdcat), em comparação com aqueles obtidos com clorofórmio (3,6% de ca. para hdcat), baseado no anterior de análise térmica química19. Portanto, o solvente não desempenham um papel de inocente como solventes diferentes podem produzir cargas diferentes catecol. É importante destacar que o processo deve ser efectuado num ambiente livre de oxigênio como o oxigênio pode promover a polimerização oxidativa das moléculas catecol em solução e não na superfície do material. A modificação da superfície de HKUST com hdcat ou fdcat pode ser diretamente observada através de medições de ângulo de contato (Figura 2), que mostrou a mudança de hidrofílico para altamente hidrofóbicos em hdcat@HKUST e fdcat@HKUST e infravermelho espectroscopia (Figura 3) que mostrou as bandas vibracionais características de metades a catecol em sólidos modificados.

O functionalization do quadro ocorre sem qualquer perda apreciável de cristalinidade nem Propriedades de sorção do material (figuras 4c-d). Mais inspeção de cristais hdcat@HKUST e fdcat@HKUST por microscopia eletrônica de varredura revela uma superfície mais áspera comparada para bare HKUST. Um tratamento dos cristais modificados em clorofórmio sob minuciosa sonication permitido parte do revestimento polycatecholate para ser descascada (Figura 4um) parte reveladora do cristal original, que também serviu para determinar um espessura aproximada do revestimento da camada (ca. 600 nm)19. A formação de revestimentos esta polycatechol é atribuída a atividade catalítica biomimético da espécie Cu(II) presente na superfície dos cristais HKUST na oxidação de moléculas de catecol, semelhantes à atividade enzimática da oxidase de catecol17 , como é também confirmado pelas medições de XPS, que mostram a presença de Cu(I) na superfície dos cristais como resultado do processo de polimerização oxidativa. Ao contrário de outros trabalhos descrevendo a superfície functionalization de MOFs cristais com matrizes poliméricas12, que fazem usam de instrumentos sofisticados, esta metodologia tira proveito das características do MOF, tais como os sites de metal abertos presentes no HKUST, a fim de desencadear a polimerização das moléculas de catecol em condições suaves.

Esta abordagem não só ajuda a melhorar a tolerância de umidade dos materiais19, mas também proporciona o controle sobre a funcionalidade da enxertia em torno dos cristais, como isso pode ser manipulado por uma escolha conveniente do catecol funcionalizado. Acreditamos que esse método irá fornecer uma abordagem interessante não só para materiais de Cu-MOF conhecidos, mas também para outros MOFs apresentando sites de metal abertos, que seriam capazes de incorporar novas funcionalidades que não estavam presentes no sólido não-acrescida, como a adsorção de moléculas quirais ou compostos orgânicos voláteis. Isto pode ser conseguido pela escolha apropriada da funcionalidade presente na molécula de catecol.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Os autores não têm nada para divulgar.

Acknowledgments

Este trabalho foi financiado pela UE (ERC Stg Chem-fs-MOF 445 714122), MINECO espanhol (unidade de excelência MDM-2015-0538) e a Generalitat Valenciana 447 (Grant GV/2016/137). C.M.-G. e J.C.-G. agradecer o espanhol 448 MINECO por uma comunhão de Ramón y Cajal e FPI bolsa 449 (CTQ2014-59209-P), respectivamente. N.M.P. obrigado a Junta de 450 Andalucía para uma bolsa de pós-doutorado P10-FQM-6050. S e D.R.M. 451 também são gratos ao apoio financeira oferecido pelo 452 MAT2015-70615-R do projeto do governo espanhol e 453 por fundos FEDER. O ICN2 é financiado pelo programa/Generalitat de CERCA Catalunya e apoiadas pelo programa do Ministério da economia espanhola, indústria e competitividade Severo Ochoa (MINECO, conceder n. 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

Química edição 139 estruturas Metal-orgânicas superfície functionalization estabilidade de água catecholase biomimética revestimento hidrofóbico catecóis funcionalizados
Functionalization superfície de estruturas Metal-orgânicas para resistência à umidade melhorada
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