Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Ytan funktionalisering av belägga med metall-organiska ramar för förbättrad fuktbeständighet

Published: September 5, 2018 doi: 10.3791/58052

Summary

Robusta funktionella katekol beläggningar producerades i ett steg genom direkta reaktion av det material som kallas HKUST med syntetiska katekoler under anaeroba förhållanden. Bildandet av homogena beläggningar som omger hela kristallen tillskrivs biomimetiska katalytiska aktiviteten av Cu(II) dimerer på den yttre ytan av kristallerna.

Abstract

Belägga med metall-organiska ramar (MOFs) är en klass av porösa oorganiska material med lovande egenskaper i lagring av gas och separation, katalys och avkänning. Den viktigaste frågan att begränsa deras tillämplighet är dock deras dålig stabilitet i fuktiga förhållanden. De gemensamma metoderna för att övervinna detta problem innebär bildandet av starka metall-linker obligationer med hjälp av laddad på metaller, som är begränsad till ett antal strukturer, införandet av alkylic grupper till ramen av efter syntetiska modifiering (PSM) eller kemiska ångor nedfall (CVD) att förbättra övergripande vattenavvisande egenskaper av ramen. De två sista provocera vanligtvis en drastisk minskning av porositeten av materialet. Dessa strategier tillåter inte för att utnyttja egenskaperna hos MOF redan finns och det är absolut nödvändigt att hitta nya metoder för att öka stabiliteten i MOFs i vatten samtidigt som deras egenskaper intakta. Häri, rapporterar vi en ny metod för att öka vatten stabiliteten i MOF kristaller med Cu2(O2C)4 skovelhjul enheter, till exempel HKUST (där HKUST står för Hong Kong University of Science & Technology), med katekoler Functionalized med alkyl och fluoro-alkyl kedjor. Genom att ta fördel av de omättade metall platserna och katalytisk catecholase-liknande aktivitet CuII joner, vi kan skapa robusta hydrofoba beläggningar genom oxidation och efterföljande polymerisation av katekol enheterna på ytan av den kristaller anaerob och vattenfria villkor utan att störa den underliggande strukturen i ramen. Detta tillvägagångssätt inte bara ger materialet med förbättrad vatten stabilitet men ger också kontroll över fungera av den skyddande beläggningen, vilket möjliggör utvecklingen av funktionella beläggningar för adsorption och separationer av flyktiga organiska föreningar . Vi är övertygade om att detta synsätt också kunde utvidgas till andra instabila MOFs featuring öppen metall platser.

Introduction

Belägga med metall-organiska ramar är en klass av kristallina porösa material byggs från oorganiska metalliska komponenter, vanligtvis heter sekundära byggnadsenheter (SBUs), som hålls samman av polytopic organiska ligander genom samordnande obligationer. Den självmontering av dessa SBUs med de organiska linkers möjliggör bildandet av utökade 3D porösa strukturer med mycket hög ytor och lovande tillämpningar inom områdena gas lagring och separation1,2, katalys och fjärranalys3. Den största begränsningen för deras tillämplighet är dock deras dålig stabilitet i vatten4,5som de flesta av dem omfattar tvåvärda metaller i deras struktur som resulterar i labila samordning obligationer, som de stött på i klassiskt material som MOF-56eller HKUST7.

Gemensamma metoder för att lösa detta problem innebär å ena sidan, skapandet av starkare samordning statsobligationer genom användning av mycket laddad metaller, såsom Zr eller Ti(IV), grundläggande N-givare ligander7,8 eller ligander som innehåller syror och grundläggande platser9. Men denna metod är begränsad till nya material och tillåter inte för att öka stabiliteten i MOFs redan finns. Däremot, använda metoderna att förbättra stabiliteten av redan kända material efter syntetiska modifiering metoder för att införa hydrofoba beståndsdelarna i det tomma utrymmet efter syntetiska modifiering av linker10,11 eller av kemiska ångor nedfall (CVD)12. Tyvärr kommer stabiliteten i dessa metoder på bekostnad av en drastisk minskning i porositeten av material och användning av sofistikerad instrumentering. Senaste användning av modifierad fosfonsyraderivat syror, såsom 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (DOPA)13 eller n- octadecylphosphonic acid (OPA)14, att förmedla vattenavvisande egenskaper i kända Zr(IV) MOFs bör också belysas.

Katekol föreningar, såsom dopamin, har använts i stor utsträckning att functionalize ett brett utbud av material genom bildandet av polydopamine15. Bildandet av dessa beläggningar är dock begränsat till användningen av vattenbaserade buffrade lösningar för något grundläggande lösningar som inte är lämpliga för MOFs med labila obligationer. Bortoluzzi et al. rapporterade nyligen att polydopamine kan produceras i lösning av en binukleära Cu(II) komplex med Cu2µ-O som en katalytisk16 centrum som visar catecholase-liknande katalytiska aktivitet påminner av naturliga enzymer såsom katekol oxidas17 och tyrosinas18. Mer nyligen har visat vi hur en MOF utifrån Cu(II) skovelhjul SBUs ansluten via trimesate linkers, känd som HKUST, kan skyddas från Hydrolytisk nedbrytning genom polymerisation av functionalized katekoler, såsom 4-hepatdecyl-katekol (hdcat) eller fluorerade-4-undecylcatechol (fdcat), på ytan av kristaller19. Denna enkla metod visar hur effektiv funktionella beläggningar kan syntetiseras under milda förhållanden oavsett funktionalitet av katekol och utan användning av buffertlösningar som kan äventyra stabiliteten i ramen, på grund av biomimetiska katalytisk aktivitet av Cu(II) enheter. Vi anser att denna nya metod kan aktiverar bildandet av funktionella beläggningar som, förutom att skydda från Hydrolytisk nedbrytning, skulle möjliggöra selektiv adsorption av kirala molekyler eller flyktiga organiska föreningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Syntetiska tillvägagångssättet av hdcat@HKUST

Obs: Hela processen måste utföras inuti en handske-box för att undvika kontakt med den omgivande fukten. Följaktligen måste alla reagenser och lösningsmedel som används vara torr och lagras i handskfacket.

  1. Föra en öppen 4 mL injektionsflaska av glas, två spatlar och en 1 mL mikropipett i handskfacket.
  2. Överföra 50 mg hdcat i glasflaskan.
    Obs: I vissa fall en anti-statisk pistol kan vara nödvändigt för att undvika biverkningar av statisk elektricitet.
  3. Placera 1 mL vattenfri kloroform i en injektionsflaska av glas innehållande hdcat.
    Obs: Inte alla hdcat kan upplösas helt i rumstemperatur, men det löser sig mycket snabbt när injektionsflaskan placeras i ugnen i nästa steg.
  4. Placera 10 mg HKUST i kloroform lösningen innehållande hdcat och förslut flaskan tätt.
  5. Ta injektionsflaskan ur handskfacket- och Sonikera upphävandet av HKUST och hdcat i kloroform i några sekunder för att homogenisera lösningen.
    Obs: Utsätt inte innehållet i injektionsflaskan till luften som införandet av O2 i reaktion media kunde köra polymerisation av katekol enheterna i lösning i stället för på ytan av de kristaller15.
  6. Plats injektionsflaskan i ugn på 70 ° C över natten. Se till att flaskan försluts tätt för att undvika avdunstning av kloroform under reaktionen (kokpunkt (CHCl3) = 61,2 ° C).
    Obs: I vissa fall en Teflon band kring skruvlocket kan vara till hjälp. Detta protokoll kräver en förvärmd ugn på 70 ° C. Temperaturen bör inte vara högre än 70 ° C, som amorft produkter kunde erhållas annars.

2. Tvättning av hdcat@HKUST

  1. Ta injektionsflaskan ur ugnen efter att ha över natten vid 70 ° C och överföra den till den handsken-box tillsammans med en 15 mL centrifugrör.
  2. Över innehållet i injektionsflaskan med att centrifugeringsröret inuti handsken-rutan använder färska vattenfri kloroform.
  3. Separera den belagda material hdcat@HKUST genom centrifugering (3354 x g, 1 min). Kontrollera att centrifugröret begränsas hårt som det måste tas ur handskfacket-för att Centrifugera materialet.
  4. Införa centrifugröret snabbt i handskfacket-efter centrifugeringen.
  5. Extrahera supernatanten omsorgsfullt med en pipett och lagra det i en ren 40 mL injektionsflaska av glas.
  6. Upphäva det belagda materialet i 3 mL vattenfri CHCl3 för att ta bort eventuella polymeriserat katekol-enheter som inte är kopplade till ytan av kristallerna.
  7. Upprepa steg 2.3-2.6 tre gånger.
  8. Upphäva det belagda materialet i 3 mL vattenfri metanol.
  9. Upprepa steg 2.3-2.6 tre gånger men med hjälp av vattenfri metanol för att ta bort oreagerad hdcat molekyler.
    Obs: Kasta inte bort de hdcat lösningarna som produkten kan återvinnas genom långsam avdunstning av lösningarna i handskfacket- och återanvändas.
  10. Överföra den tvättade hdcat@HKUST till en injektionsflaska av glas med vattenfri metanol och vänta tills belagda fast lägger sig på botten av injektionsflaskan.
  11. Ta ut supernatanten och låt torka i rumstemperatur i handskfacket-pulvret.

3. Syntetiska tillvägagångssättet av fdcat@HKUST

Obs: Hela processen måste utföras inuti en handske-box för att undvika kontakt med den omgivande fukten. Följaktligen måste alla reagenser och lösningsmedel som används vara torr och lagras i handskfacket.

  1. Införa en öppen 4 mL injektionsflaska av glas, två spatlar och en 1 mL mikropipett i handskfacket.
  2. Placera 50 mg fdcat i glasflaskan.
    Obs: I vissa fall en anti-statisk pistol kan vara nödvändigt för att undvika biverkningar av den statisk elektriciteten.
  3. Placera 1 mL vattenfri kloroform i en injektionsflaska av glas innehållande fdcat.
    Obs: Inte alla fdcat kan upplösas helt i rumstemperatur, men det löser sig mycket snabbt när injektionsflaskan placeras i ugnen i nästa steg.
  4. Placera 10 mg HKUST i kloroform lösningen innehållande fdcat och förslut flaskan tätt.
  5. Ta injektionsflaskan ur handskfacket- och Sonikera upphävandet av HKUST och fdcat i kloroform i några sekunder för att homogenisera lösningen.
    Obs: Utsätt inte innehållet i injektionsflaskan till luften i alla fall som införandet av O2 i reaktion media kunde köra polymerisation av katekol enheterna i lösning i stället för på ytan av de kristaller15.
  6. Plats injektionsflaskan i ugn på 70 ° C över natten. Se till att flaskan försluts tätt för att undvika avdunstning av kloroform under reaktionen (kokpunkt (CHCl3) = 61,2 ° C).
    Obs: I vissa fall en teflon band kring skruvlocket kan vara till hjälp. Detta protokoll kräver en förvärmd ugn på 70 ° C. Temperaturen bör inte vara högre än 70 ° C, som amorft produkter kunde erhållas annars.

4. Tvätta tillvägagångssättet av fdcat@HKUST

  1. Ta injektionsflaskan ur ugnen efter att ha över natten vid 70 ° C och överföra den till den handsken-box tillsammans med en 15 mL centrifugrör.
  2. Över innehållet i injektionsflaskan med att centrifugeringsröret inuti handsken-rutan använder färska vattenfri kloroform.
  3. Separera den belagda material fdcat@HKUST genom centrifugering (3354 x g, 1 min). Kontrollera att centrifugröret begränsas hårt som det måste tas ur handskfacket-för att Centrifugera materialet.
  4. Införa centrifugröret snabbt in i handskfacket-efter centrifugeringen.
  5. Extrahera supernatanten omsorgsfullt med en pipett och lagra det i en ren 40 mL injektionsflaska av glas.
  6. Upphäva det belagda materialet i 3 mL vattenfri CHCl3 för att ta bort eventuella polymeriserat katekol-enheter som inte är kopplade till ytan av kristallerna.
  7. Upprepa steg 4,3-4,6 tre gånger.
  8. Upphäva det belagda materialet i 3 mL vattenfri metanol.
  9. Upprepa steg 4,3-4,6 tre gånger men med hjälp av vattenfri metanol för att ta bort oreagerad fdcat molekyler.
    Obs: Kasta inte bort de fdcat lösningarna som produkten kan återvinnas genom långsam avdunstning av lösningarna i handskfacket- och återanvändas.
  10. Överföra den tvättade fdcat@HKUST till en injektionsflaska av glas med vattenfri metanol och vänta tills belagda fast lägger sig på botten av injektionsflaskan.
  11. Ta ut supernatanten och låt torka i rumstemperatur i handskfacket-pulvret.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Alla reagenser och material var lagras i handskfacket- och används som mottagits utan någon ytterligare rening om inget annat anges. Hela processen utförs i en handske-box för att undvika kontakt med fukt som kan försämra obestruket material.

För att säkerställa reproducerbarheten under experimenten, användes kommersiellt tillgängliga HKUST med en genomsnittlig partikelstorlek nära 40-50 µm (figur 1), som tidigare studier antytt att partikeln är viktigt för reproducerbara yta densitet funktionalisering20.

Kristallerna av HKUST är upphängda i vattenfri kloroform lösningar av hdcat eller fdcat (figur 1c) i handskfacket. Glasampuller utjämnade tätt och togs ur handskfacket- och sonicated i några sekunder för att homogenisera suspensionen. Sedan värmdes blandningar vid 70 ° C över natten i en förvärmd ugn under statiska förhållanden. Fasta skildes genom centrifugering och sköljas med kloroform (x 3) och metanol (x3) för att ta bort lös polymeriseras enheter och oreagerade katekol molekyler, respektive15.

Den första demonstrationen av ytmodifiering kristaller är deras ökade vattenavvisande egenskaper när de är indränkt i vatten (figur 2). I jämförelse med de kala HKUST, som omedelbart sjunker till botten av injektionsflaskan, kan hdcat@HKUST och fdcat@HKUST stå på vatten i flera dagar utan att sjunka. Kontaktvinkel (CA) mätningar verkligen bekräfta de överlägsna vattenavvisande egenskaper av hdcat@HKUST och fdcat@HKUST med CA värden av 107 ± 1° och 124 ± 1°, respektive, jämfört med HKUST som var mycket hydrofila (figur 2).

Jämförelse av FT-IR spektra av HKUST före och efter beläggningsprocessen med hdcat och fdcat föreslog korrekt införlivande av de catecholate molekylerna på kristallen. Vid hdcat@HKUST (figur 3en), kan banden motsvarar alkane C-H stretching vibrationer (3000-2800 cm-1) av alkylic kedja av hdcat observeras, som inte är närvarande i de kala HKUST. För fdcat@HKUST (figur 3b) är de nya band som förekommer de av alkane C-F stretching vibrationer (1250-1100 cm-1) som inte iakttas i HKUST. Som uppskattade från termogravimetrisk analys i vårt tidigare arbete19representerade den catecholate ympning en 3,1% och 2,6% för hdcat@HKUST och fdcat@HKUST, respektive.

Scanning-elektronmikroskopi (SEM) bilder av hdcat@HKUST och fdcat@HKUST visar en extern korrugerad skikt av ca 600 nm omger kristallerna. Dessa resultat föreslog en effektiv polymerisation av hdcat och fdcat molekyler på ytan av kristallerna samtidigt respektera deras morfologi (figur 4en). Detta bekräftades ytterligare av röntgen fotoelektronen spektroskopi (XPS) mätningar som visade på förekomsten av Cu(I) och Cu(II) på 933 och 935 eV, respektive, i hdcat@HKUST och fdcat@HKUST, som vi tillskrivas efter reaktionen av de katekol beståndsdelarna av Cuenheter på ytan och efterföljande polymerisation (figur 4b). Som beskrivs i vår tidigare studie, NMR-spektra av smält hdcat@HKUST och fdcat@HKUST bekräftar också att materialet omger kristallerna verkligen är polymeriserat katekol molekyler15,19.

Bildandet av catecholate beläggningar på HKUST konstaterades för att fortsätta med någon påverkan över den kristallina strukturen av HKUST som bekräftas av pulver röntgendiffraktion mätningar (PXRD, figur 4c). Detta bekräftades också av porositet mätningar på 77 K med N2 som adsorbent (figur 4d), som visade att hdcat@HKUST och fdcat@HKUST behålla sin yta med mindre variationer efter beläggningsprocessen. Detta resultat antyder också att polymerisation reaktionen uppstår bara på ytan av kristaller i stället för i porerna i materialet.

Figure 1
Figur 1 : Schematisk framställning av material. (en) kristallin struktur av HKUST, (b), SEM Mikrograf av en HKUST kristall och (c) kemisk struktur för de functionalized katekoler. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2 : Vattenavvisande egenskaper av de belagda material. Kontakta vinkelvärden bare HKUST, hdcat@HKUST och fdcat@HKUST och bilden visar skillnaden i vattenavvisande egenskaper av de modifierade fasta jämfört med HKUST. Denna siffra har anpassats med tillstånd från ref. 19. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 : Kemisk karakterisering av hdcat@HKUST och fdcat@HKUST. Fourier-omvandlas infraröda (FT-IR) spektra av hdcat@HKUST med HKUST och hdcat (en), och fdcat@HKUST med HKUST och fdcat (b). Denna siffra har anpassats med tillstånd från ref. 19. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4 : Effekten av den catecholate beläggningen på egenskaperna för HKUST. (en) SEM bilder av HKUST, hdcat@HKUST och fdcat@HKUST kristaller. (b), Cu 2 p högupplöst XPS spectra, (c), PXRD mönster jämfört med simulerad PXRD av HKUST och (d) N2isotermerna på 77 K av fasta före och efter beläggningsprocessen. Denna siffra har anpassats med tillstånd från ref. 19. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den metod som redovisas i detta arbete ger en enkel och effektiv metod för surface modifiering av MOF kristaller genom direkta reaktion med syntetiska katekoler under milda förhållanden oavsett funktionalitet av kedjan. Till skillnad från den konventionella metoden för att producera polydopamine-liknande beläggningar, kan denna väg utföras i vattenfri och anaeroba förhållanden och utan någon bas tillsats som kan äventyra stabiliteten i MOF. Metanol och kloroform valdes först baserat på tidigare verk14,20och på grund av den höga lösligheten av katekol molekylerna i dessa lösningsmedel. Metanol förkastades dock snabbt på grund av den låga katekol belastning erhållits i HKUST (ca 1,2 wt % för hdcat), jämfört med dem som erhålls med kloroform (ca 3,6% för hdcat), baserad på tidigare termogravimetrisk analys19. Lösningsmedlet spelar därför inte en oskyldig roll som olika lösningsmedel kan ge olika katekol belastningar. Det är viktigt att framhålla att processen måste utföras i en syrefri atmosfär i syre kan främja oxidativ polymerisering av katekol molekyler i lösning och inte på ytan av materialet. Ytmodifiering av HKUST med hdcat eller fdcat kan observeras direkt genom kontaktvinkel mätning (figur 2), som visade förändringen från hydrofil att starkt hydrofoba i både hdcat@HKUST och fdcat@HKUST, och IR spektroskopi (figur 3) som visade de karakteristiska vibrationella banden av de katekol beståndsdelarna i de modifierade fasta.

Funktionalisering av ramen uppstår utan någon märkbar förlust av kristallinitet nor sorption egenskaperna hos materialet (siffrorna 4c-d). Ytterligare inspektion av hdcat@HKUST och fdcat@HKUST kristaller av scanning-elektronmikroskopi avslöjar en grövre yta jämfört med bare HKUST. En behandling av de modifierade kristallerna i kloroform under grundlig ultraljudsbehandling får del av den polycatecholate beläggningen för att vara skalade bort (figur 4en) avslöjande del av den ursprungliga kristall, som också tjänade som att bestämma en ungefärliga tjockleken på beläggningen lager (ca 600 nm)19. Bildandet av denna polycatechol beläggningar tillskrivs den biomimetiska katalytiska aktiviteten av Cu(II) arten som finns på ytan av de HKUST kristallerna på oxidation av katekol molekyler, liknar den enzymatiska aktiviteten av katekol oxidas17 , som det bekräftas också av de XPS-mätningar som visar förekomsten av Cu(I) på ytan av kristallerna till följd av oxidativ polymerisering processen. Till skillnad från andra verk som beskriver den ytan funktionalisering av MOFs kristaller med polymera matriser12, vilken gör använda av sofistikerade instrumentering, utnyttjar denna metod de MOF funktionerna, såsom de öppna metall platserna i HKUST, för att utlösa polymerisation av katekol molekylerna under milda förhållanden.

Detta tillvägagångssätt inte bara hjälper till att förbättra fukt toleransen av materiella19, men ger också kontroll över funktionerna i ympning runt kristallerna, som det kan vara manipulerade av bekvämt val av den functionalized katekol. Vi tror att denna metod kan ge en intressant metod inte bara för kända Cu-MOF material, men också för andra MOFs featuring öppen metall webbplatser, som skulle kunna införliva nya funktioner som inte fanns i icke-functionalized fast, såsom adsorption av kirala molekyler eller flyktiga organiska föreningar. Detta kan uppnås genom lämpligt val av funktionaliteten i katekol molekylen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöds av EU (ERC Stg Chem-fs-MOF 445 714122), spanska MINECO (enhet av Excellence MDM-2015-0538) och Generalitat Valenciana 447 (Grant GV/2016/137). C.M.-G. och J.C.-G. tacka den spanska 448 MINECO för en Ramón y Cajal gemenskap och FPI stipendium 449 (CTQ2014-59209-P), respektive. N.M.P. tack till Junta de 450 Andalusien för ett postdoktorsstipendium P10-FQM-6050. FN och 451 D.R.M. är också tacksam för att det finansiella stöd som erbjuds av 452 projektet MAT2015-70615-R från den spanska regeringen och 453 av ERUF-medel. ICN2 finansieras av CERCA programmet/Generalitat de Catalunya och stöds av programmet Severo Ochoa av spanska ministeriet för ekonomi, industri och konkurrenskraft (MINECO, bevilja nr. 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

Kemi fråga 139 belägga med metall-organiska ramar ytan funktionalisering vatten stabilitet catecholase Biomimetik hydrofoba beläggning functionalized katekoler
Ytan funktionalisering av belägga med metall-organiska ramar för förbättrad fuktbeständighet
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