Summary
ציפויים פונקציונליים חזקים catechol יוצרו בצעד אחד על ידי תגובה ישירה של החומר המכונה HKUST עם catechols סינתטי בתנאים אנאירוביים. ציפויים הומוגנית, המקיפים את הקריסטל כל המיוחס לפעילות קטליטית ביונים של הדימרים Cu(II) על פני השטח החיצוני של הקריסטלים.
Abstract
מסגרות מתכת-אורגנית (Mof) הם קבוצה של חומרים אנאורגניים נקבובי עם נכסים המבטיח אחסון גז, הפרדה, זרז וחישה. אולם, העניין המרכזי הגבלת תחולת שלהם הוא שלהם יציבות בתנאי לחות. השיטות הנפוצות כדי להתגבר על בעיה זו כרוכה היווצרות של מתכת-מקשר ההדוקים באמצעות טעונות מתכות, המוגבלת של מספר מבנים, ההקדמה של קבוצות alkylic המסגרת על-ידי שינוי שלאחר סינתטי (PSM) או התצהיר קיטור כימי (CVD) כדי לשפר את hydrophobicity הכללית של המסגרת. ששני האחרונים לעורר בדרך כלל ירידה דרסטית של שהנקבוביות הן של החומר. אסטרטגיות אלו אינן מתירות לנצל את מאפייני MOF זמין כבר וזה הכרחי למצוא שיטות חדשות כדי לשפר את היציבות של Mof במים תוך שמירה על המאפיינים שלהם ללא פגע. במסמך זה, אנחנו מדווחים שיטה כדי לשפר את יציבות מים קריסטלים MOF שמציעות Cu2(O2C)4 גלגל ההנעה יחידות, כגון HKUST (איפה HKUST עומד על אוניברסיטת הונג קונג למדע וטכנולוגיה), עם catechols functionalized עם אלקיל פטור-אלקיל רשתות. על ידי לקיחת היתרון של האתרים מתכת רוויים ופעילות קטליטי כמו catecholase יונים CuII , אנחנו מסוגלים ליצור ציפוי הידרופובי חזקים דרך חמצון הפילמור עוקבות של יחידות catechol על פני קריסטלים בתנאים אנאירוביים ונטולת מים מבלי להפריע את המבנה הבסיסי של המסגרת. גישה זו לא רק מעניק את החומר עם מים משופר יציבות אלא גם מספק שליטה על הפונקציה של ציפוי המגן, אשר מאפשר את התפתחות תפקודית ציפויי ספיחה הפרדות של תרכובות אורגניות נדיפות . אנו בטוחים כי גישה זו גם אפשרות להאריך לתבניות Mof לא יציב אחרים הכוללים אתרים מתכת פתוחה.
Introduction
מסגרות מתכת-אורגנית הם קבוצה של חומרים גבישיים נקבובי שנבנתה אי-אורגנית רכיבים מתכתיים, בדרך כלל בשם בניין משני יחידות (SBUs), וקשורה polytopic ליגנדים אורגניים דרך אג ח קואורדינטיבית. הרכבה עצמית של אלה SBUs עם linkers אורגנית מאפשרת היווצרות של המורחבת 3D מבנים נקבובי עם אזורים משטח גבוהה מאוד, יישומים המבטיחים בתחומי גז אחסון והפרדה1,2, זרז, חישה3. עם זאת, המגבלה העיקרית עבור הישימות שלהם הוא שלהם יציבות4,מים5כמו רובם לשלב מתכות כלט במבנה שלהם כי התוצאות חוב תיאום יציב, כמו אלה המצויים קלאסית חומרים כמו MOF-56-HKUST7.
גישות נפוצות כדי לפתור בעיה זו כרוכה מצד אחד, היצירה של תיאום חזק אג ח על ידי השימוש במתכות טעון מאוד, כגון Zr או Ti(IV), בסיסי N-תורם ליגנדים7,8 או ליגנדים שילוב חומצות אתרים בסיסי9. עם זאת, שיטה זו מוגבלת חומרים חדשים, אינו מאפשר לשפר את היציבות של Mof זמין כבר. מצד שני, הגישות כדי לשפר את יציבות החומרים ידוע כבר להשתמש בשיטות סינתטי שלאחר השינוי להציג moieties הידרופובי בחלל הריק על-ידי שינוי שלאחר סינתטי של מקשר10,11 או על-ידי קיטור כימי התצהיר (CVD)12. למרבה הצער, היציבות של שיטות אלה מגיע ב הוצאות הפחתה דרסטית את נקבוביות החומר ושימוש במכשור מתוחכם. השימוש האחרונות של חומצות phosphonic שונה, כגון 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (DOPA)13 או ל- n- octadecylphosphonic חומצה (אופה)14, להקנות hydrophobicity ב Mof Zr(IV) הידוע גם אמורים להיות מודגשים.
תרכובות catechol, כגון דופמין, היו בשימוש נרחב כדי functionalize מגוון רחב של חומרים דרך היווצרות של polydopamine15. עם זאת, ציפויים אלה מוגבל לשימוש של פתרונות במאגר מימית לפתרונות מעט בסיסי אשר אינם מתאימים Mof עם חוב יציב. . Bortoluzzi et al. דיווח לאחרונה polydopamine זה יכול להיות מיוצר בחצר פתרון על ידי קומפלקס Cu(II) binuclear שמציעות Cu2(ממוצע-O) כמרכז קטליטי16 אשר מציג המזכירים את פעילות קטליטית, כמו catecholase של הטבע אנזימים כמו catechol אוקסידאז17 ו tyrosinase18. לאחרונה, אנחנו הראו איך MOF בהתבסס על Cu(II) גלגל ההנעה SBUs מחובר דרך linkers trimesate, המכונה HKUST, יכול להיות מוגן מפני השפלה hydrolytic על ידי פלמור של catechols functionalized, כגון 4-hepatdecyl-catechol (hdcat) . או fluorinated-4-undecylcatechol (fdcat), על פני השטח של גבישים של19... שיטה פשוטה זו מוכיחה עד כמה יעיל ציפויים פונקציונליים יכול להיות מסונתז תחת תנאים קלה ללא קשר הפונקציונליות של catechol, ללא שימוש מאגר פתרונות אשר עלול לסכן את היציבות של המסגרת, עקב ביונים פעילות קטליטית של יחידות Cu(II). אנו מאמינים כי שיטה חדשה עשויה לאפשר היווצרות של ציפויים פונקציונליים זה, מלבד הגנה מפני השפלה hydrolytic, עשויות לאפשר תכונות ספיחה סלקטיבית של מוקולות או תרכובות אורגניות נדיפות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. הליך סינתטי של hdcat@HKUST
הערה: התהליך כולו חייב להתבצע בתוך קופסא הכפפות כדי להימנע מכל מגע עם הלחות אמביינט. בהתאם לכך, כל ריאגנטים, ממיסים בשימוש חייב להיות מאוחסן בתא הכפפות- ויבש.
- להכניס הכפפות בקבוקון זכוכית של mL 4 פתוח, שפכטלים שני, micropipette של 1 מ"ל.
- להעביר 50 מ"ג של hdcat לתוך המבחנה זכוכית.
הערה: על במקרים מסוימים, נשק אנטי סטטי עשוי להיות נחוץ כדי למנוע השפעות בלתי רצויות חשמל סטטי. - מקום 1 מ"ל של כלורופורם נטול מים בבקבוקון זכוכית המכיל hdcat.
הערה: לא כל hdcat עשוי להיות מומס לחלוטין בטמפרטורת החדר, אך זה מתמוסס במהירות רבה כאשר מניחים את הצנצנת בתנור בשלבים הבאים. - מקום 10 מ ג של HKUST הפתרון כלורופורם המכיל hdcat וסוגרים את הצנצנת.
- קח את המבחנה הכפפות, sonicate התליה של HKUST ו hdcat ב כלורופורם לכמה שניות homogenize את הפתרון.
הערה: אל תחשוף את תכולת הבקבוקון אל אויר כמו המבוא של O2 בתקשורת התגובה יכול להסיע את פלמור של יחידות catechol בתמיסה ולא על פני השטח של גבישים15. - המקום הצנצנת בתנור ב- 70 מעלות צלזיוס למשך הלילה. ודא כי המבחנה נעולה בחוזקה כדי למנוע האידוי של ההרדמה במהלך התגובה (נקודת רתיחה (CHCl3) = 61.2 ° C).
הערה: במקרים מסוימים, רצועה טפלון סביב הכיפה בורג עשוי להועיל. פרוטוקול זה דורש תנור preheated-70 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה לא צריך להיות גבוה יותר מאשר 70 ° C, כמו מוצרים אמורפיים יכולה להיות מושגת אחרת.
2. כביסה הליך של hdcat@HKUST
- קח את המבחנה מהתנור לאחר ללון ב- 70 מעלות צלזיוס, להעביר אותו כפפות יחד עם שפופרת צנטרפוגה 15 מ"ל.
- העברת תכולת הבקבוקון הצינור צנטריפוגה בתוך כפפות באמצעות כלורופורם נטול מים טריים.
- הפרד את hdcat@HKUST גשמי מצופה על ידי צנטריפוגה (3354 x g, 1 דקות). ודא כי הצינור צנטריפוגה הוא הכתיר בחוזקה כמו זה חייב להילקח מתוך הכפפות על מנת centrifuge את החומר.
- להחדיר את הצינורית צנטריפוגה במהירות בתא הכפפות-לאחר צנטריפוגה.
- לחלץ את תגובת שיקוע בזהירות בעזרת טפטפת ואחסן אותו בקבוקון זכוכית נקי 40 מ.
- להשעות את החומר מצופה ב- 3 מ"ל של CHCl נטול מים3 על מנת להסיר את יחידות catechol polymerized ניתן שמצורפות לא על פני השטח של הקריסטלים.
- חזור על שלבים 2.3-2.6 שלוש פעמים.
- להשעות את החומר מצופה ב- 3 מ"ל של מתנול נטול מים.
- חזור על שלבים 2.3-2.6 שלוש פעמים אבל משתמש מתנול נטול מים על מנת להסיר את מולקולות unreacted hdcat.
הערה: לא לזרוק את הפתרונות hdcat ככל המוצר יכול להיות התאושש על ידי אידוי איטי של הפתרונות בתא הכפפות-שימוש חוזר. - להעביר את hdcat@HKUST שטף בקבוקון זכוכית באמצעות מתנול נטול מים ולחכות עד המוצק מצופה ישקע בתחתית המבחנה.
- להוציא את תגובת שיקוע ולתת את האבקה יבש בטמפרטורת החדר בתא הכפפות.
3. הליך סינתטי של fdcat@HKUST
הערה: התהליך כולו חייב להתבצע בתוך קופסא הכפפות כדי להימנע מכל מגע עם הלחות אמביינט. בהתאם לכך, כל ריאגנטים, ממיסים בשימוש חייב להיות מאוחסן בתא הכפפות- ויבש.
- הנוהג הכפפות בקבוקון זכוכית של mL 4 פתוח, שפכטלים שני, micropipette של 1 מ"ל.
- במקום 50 מ"ג של fdcat בתוך המכל זכוכית.
הערה: על במקרים מסוימים, נשק אנטי סטטי עשוי להיות נחוץ כדי למנוע השפעות בלתי רצויות חשמל סטטי. - מקום 1 מ"ל של כלורופורם נטול מים בבקבוקון זכוכית המכיל fdcat.
הערה: לא כל fdcat עשויה להיות מומס לחלוטין בטמפרטורת החדר, אך זה מתמוסס במהירות רבה כאשר מניחים את הצנצנת בתנור בשלבים הבאים. - מקום 10 מ ג של HKUST הפתרון כלורופורם המכיל fdcat וסוגרים את הצנצנת.
- קח את המבחנה הכפפות, sonicate התליה של HKUST ו fdcat ב כלורופורם לכמה שניות homogenize את הפתרון.
הערה: אל תחשוף את תכולת הבקבוקון אל אויר בכל מקרה כפי המבוא של O2 בתקשורת התגובה יכול להסיע את פלמור של יחידות catechol בתמיסה ולא על פני השטח של גבישים15. - המקום הצנצנת בתנור ב- 70 מעלות צלזיוס למשך הלילה. ודא כי המבחנה נעולה בחוזקה כדי למנוע האידוי של כלורופורם במהלך התגובה (נקודת רתיחה (CHCl3) = 61.2 ° C).
הערה: במקרים מסוימים, רצועה טפלון סביב הכיפה בורג עשוי להועיל. פרוטוקול זה דורש תנור preheated-70 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה לא צריך להיות גבוה יותר מאשר 70 ° C, כמו מוצרים אמורפיים יכולה להיות מושגת אחרת.
4. שטיפת הליך של fdcat@HKUST
- קח את המבחנה מהתנור לאחר ללון ב- 70 מעלות צלזיוס, להעביר אותו כפפות יחד עם שפופרת צנטרפוגה 15 מ"ל.
- העברת תכולת הבקבוקון הצינור צנטריפוגה בתוך כפפות באמצעות כלורופורם נטול מים טריים.
- הפרד את fdcat@HKUST גשמי מצופה על ידי צנטריפוגה (3354 x g, 1 דקות). ודא כי הצינור צנטריפוגה הוא הכתיר בחוזקה כמו זה חייב להילקח מתוך הכפפות על מנת centrifuge את החומר.
- להציג את הצינור צנטריפוגה במהירות לתוך הכפפות לאחר צנטריפוגה.
- לחלץ את תגובת שיקוע בזהירות בעזרת טפטפת ואחסן אותו בקבוקון זכוכית נקי 40 מ.
- להשעות את החומר מצופה ב- 3 מ"ל של CHCl נטול מים3 על מנת להסיר את יחידות catechol polymerized ניתן שמצורפות לא על פני השטח של הקריסטלים.
- חזור על שלבים 4.3-4.6 שלוש פעמים.
- להשעות את החומר מצופה ב- 3 מ"ל של מתנול נטול מים.
- חזור על שלבים 4.3-4.6 שלוש פעמים אבל משתמש מתנול נטול מים על מנת להסיר את מולקולות unreacted fdcat.
הערה: לא לזרוק את הפתרונות fdcat ככל המוצר יכול להיות התאושש על ידי אידוי איטי של הפתרונות בתא הכפפות-שימוש חוזר. - להעביר את fdcat@HKUST שטף בקבוקון זכוכית באמצעות מתנול נטול מים ולחכות עד המוצק מצופה ישקע בתחתית המבחנה.
- להוציא את תגובת שיקוע ולתת את האבקה יבש בטמפרטורת החדר בתא הכפפות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
כל ריאגנטים והחומרים היו מאוחסנים בתא הכפפות, כפי שהתקבלו ללא טיהור נוסף כלשהו אלא אם צויין אחרת. התהליך כולו מתבצע בקופסת הכפפות כדי להימנע ממגע עם לחות זה יכול לבזות את החומר ללא ציפוי.
על מנת להבטיח את הפארמצבטית במהלך הניסויים, HKUST זמינים מסחרית עם גודל החלקיקים הממוצע קרוב 40-50 מיקרומטר (איור 1), שימש כפי שמחקרים קודמים שהציע כי החלקיק חשוב עבור משטח לשחזור צפיפות functionalization20.
הקריסטלים של HKUST מושעים בפתרונות כלורופורם נטול מים של hdcat או fdcat (איור 1c) בתא הכפפות. בחוזקה, הבקבוקונים זכוכית היו כתרים, להוציא הכפפות, sonicated לכמה שניות homogenize את המתלים. ואז תערובות היו מחומם ב 70 מעלות צלזיוס במשך הלילה בתנור preheated בתנאים סטטי. המוצקים היו מופרדים על ידי צנטריפוגה, שטפה עם הכלורופורם (x 3), מתנול (x3) על מנת להסיר כעיגולים בצבע polymerized יחידות, unreacted catechol מולקולות, בהתאמה15.
ההפגנה הראשונה של שינוי פני השטח של הקריסטלים הוא hydrophobicity מוגברת שלהם כאשר הם טובעים מים (איור 2). בהשוואה HKUST חשופות, אשר מיד שוקע לתחתית המבחנה, hdcat@HKUST, fdcat@HKUST יכול לעמוד על המים במשך מספר ימים מבלי לשקוע. מדידות זווית מגע (CA) אכן לאשר את hydrophobicity מעולה של hdcat@HKUST ו- fdcat@HKUST עם ערכי CA 107 ± 1° ו- 124 ± 1°, בהתאמה, בהשוואה ל- HKUST אשר היה מאוד הידרופיליות (איור 2).
השוואה של ספקטרום FT-IR של HKUST לפני ואחרי תהליך ציפוי לאלו של hdcat ו- fdcat הציע שילוב נכון של מולקולות catecholate על גבי הגביש. במקרה של hdcat@HKUST (איור 3), הלהקות המתאים אלקאן C-H מתיחה ויברציות (3000-2800 ס מ-1) של שרשרת alkylic hdcat יכול להיות שנצפו, אשר אינם קיימים ב- HKUST חשופות. עבור fdcat@HKUST (איור 3b), להקות חדשות המופיעים הם אלה של אלקאן C-F מתיחה התנודות (1250-1100 ס מ-1) שאינם קיימים ב- HKUST. כמוערכת של אנליזה תרמוגרווימטרית שלנו בעבודה הקודמת19, משתילים catecholate ייצג של 3.1% ו- 2.6% עבור hdcat@HKUST ו- fdcat@HKUST, בהתאמה.
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) תמונות של hdcat@HKUST fdcat@HKUST מראה שכבת ציפוי חיצוני של ca. 600 nm סביב הקריסטלים. תוצאות אלה הציע הפילמור יעיל של מולקולות hdcat ו- fdcat על פני השטח של הקריסטלים תוך כיבוד המורפולוגיה שלהם (איור 4). זה עוד יותר אושר ע י מדידות ספקטרוסקופיה (XPS) photoelectron רנטגן אשר הראה הנוכחות של Cu(I) ו- Cu(II)-933, 935 eV, בהתאמה, hdcat@HKUST, fdcat@HKUST, אשר נוכל לייחס תגובת moieties catechol על ידי Cu2 יחידות על פני השטח ואת הפילמור עוקבות (איור 4b). כמפורט במחקר הקודם שלנו, ספקטרום NMR של hdcat@HKUST מעוכל, fdcat@HKUST גם מאשרת כי החומר המקיפים את הגבישים הן אכן מולקולות polymerized catechol15,19.
ציפויים catecholate על HKUST נמצאה כדי להמשיך ללא השפעה על המבנה הגבישי של HKUST כפי שאושר על-ידי אבקת קרני רנטגן ומדידות (PXRD, איור 4c). זה אושר גם ע י מדידות נקבוביות-K 77 באמצעות N2 כמו adsorbent (איור 4d), אשר הראו כי hdcat@HKUST ו- fdcat@HKUST שומרים על פני השטח שלהם עם הבדלים קלים לאחר תהליך ציפוי. תוצאה זו עולה גם כי התגובה הפילמור מתרחשת רק על פני השטח של הקריסטלים, ולא בתוך הנקבוביות של החומר.
איור 1 : ייצוג סכמטי של החומרים. () המבנה הגבישי של HKUST, micrograph (b) SEM של HKUST קריסטל ו- (ג) המבנה הכימי של catechols functionalized. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : Hydrophobicity של החומרים מצופה. צור קשר עם זווית הערכים HKUST חשופות, hdcat@HKUST, fdcat@HKUST, תמונה המציגה את ההבדל בין hydrophobicity של מוצקים שונה בהשוואה HKUST. איור זה כבר מותאם באישור הפניה למעורר 19. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3 : אפיון כימי של hdcat@HKUST, fdcat@HKUST. פורייה-טרנספורמציה אינפרא-אדום (FT-IR) ספקטרום של hdcat@HKUST עם HKUST ו- hdcat (), ו- fdcat@HKUST עם HKUST ו- fdcat (b). איור זה כבר מותאם באישור הפניה למעורר 19. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4 : אפקט של ציפוי catecholate על המאפיינים של HKUST. () SEM תמונות של גבישי HKUST, hdcat@HKUST ו- fdcat@HKUST. (b) Cu ברזולוציה גבוהה 2 p XPS ספקטרה, דפוסים (c) PXRD לעומת PXRD מדומה של HKUST ו- N (d)2isotherms-K 77 של המוצקים לפני ואחרי תהליך ציפוי. איור זה כבר מותאם באישור הפניה למעורר 19. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
שיטת דיווח בעבודה זו מספקת גישה פשוטה ויעילה עבור שינוי פני השטח של גבישים MOF ידי תגובה ישירה עם catechols סינתטי בתנאים קלים ללא קשר את הפונקציונליות של הרשת. במסלול זה יכול להתבצע בתנאים נטול מים ואנאירוביים וללא כל תוספת הבסיס אשר עלול לסכן את יציבות MOF בניגוד הגישה המקובלת של ייצור ציפוי דמוי polydopamine. מתנול, כלורופורם קודם נבחרו מבוסס על עבודות קודמות14,20, בשל המסיסות גבוהה המולקולות catechol של אלה ממיסים. עם זאת, מתנול נמחקה במהירות בשל loadings catechol נמוך ב HKUST (ca 1.2% wt עבור hdcat), לעומת הילדים שהושג עם הכלורופורם (ca. 3.6% עבור hdcat), בהתבסס על ניתוחים קודמים thermogravimetric19. לכן, הממס לא משחק תפקיד חפים מפשע כפי ממיסים שונים ניתן תשואות שונות catechol loadings. חשוב להדגיש כי התהליך צריך להתבצע באווירה נטולת חמצן כמו חמצן יכול לקדם את הפילמור חמצוני של מולקולות catechol בתמיסה ולא על פני השטח של החומר. שינוי פני השטח של HKUST עם hdcat או fdcat יכול להיות שנצפו ישירות על ידי מדידות זווית מגע (איור 2), אשר הראה את השינוי הידרופילית כדי מאוד הידרופוביות hdcat@HKUST והן fdcat@HKUST, ואת אינפרא-אדום ספקטרוסקופיה (איור 3) אשר הראו הלהקות הרטט האופיינית של moieties catechol מוצקים ששונה.
Functionalization של המסגרת מתרחש ללא אובדן ניכר של crystallinity ולא וספיחה תכונות החומר (איורים 4c-d). בדיקה נוספת של גבישים hdcat@HKUST ו- fdcat@HKUST על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק מגלה משטח קשה יותר בהשוואה חשופים HKUST. טיפול של הקריסטלים ששונה ב כלורופורם תחת sonication יסודית מותר חלק הציפוי polycatecholate כדי לקלף (איור 4) חלק חושפניים של הקריסטל המקורי, אשר שימש גם כדי לקבוע עובי משוער של הציפוי שכבת (ca. 600 ננומטר)19. ציפויים הזה polycatechol מיוחס לפעילות קטליטית ביונים של מינים Cu(II) בהווה על פני השטח של הקריסטלים HKUST על החמצון של מולקולות catechol, דומה לפעילות אנזימטי של catechol אוקסידאז17 , כמו זה אישר גם על ידי המדידות XPS אשר להציג את הנוכחות של Cu(I) על פני השטח של הקריסטלים בעקבות תהליך הפילמור חמצוני. בניגוד יצירות אחרות המתארות את functionalization משטח של Mof קריסטלים עם מטריצות פולימריים12, אשר עושים שימוש במכשור מתוחכם, מתודולוגיה זו מנצלת התכונות MOF, כגון מתכת האתרים פתוחים נוכח HKUST, כדי לעורר את פלמור של מולקולות catechol בתנאים מתון.
גישה זו לא רק מסייע לשפר את רגישות לחות גשמי19, אלא גם מאפשרת שליטה על הפונקציונליות של משתילים סביב הקריסטלים, כמו זה ניתן לטפל על-ידי בחירה נוחה של catechol functionalized. אנו מאמינים כי שיטה זו תספק גישה מעניינת לא רק לחומרים Cu-MOF ידוע, אלא גם עבור אחרים Mof שמציעות פתוח אתרי מתכת, אשר יוכל לשלב פונקציות הרומן שלא היו נוכחות המוצק functionalized, כגון ספיחה של מוקולות או תרכובות אורגניות נדיפות. זו יכולה להיות מושגת על ידי בחירה מתאימה של הפונקציונליות נוכח מולקולת catechol.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי האיחוד האירופי (ERC Stg כימית-fs-MOF 445 714122), MINECO ספרדית (יחידה של מצוינות MDM-2015-0538), של Generalitat Valenciana 447 (GV גרנט 2016 137). ק. מ- G... ג'יי-G... תודה על MINECO 448 ספרדית מלגת Ramón y Cajal, 449 מלגת FPI (CTQ2014-59209-P), בהתאמה. N.M.P. תודה דה חונטה 450 Andalucía עבור מלגת פוסט-דוקטורט P10-מייקל שאנון-6050. F.N., 451 D.R.M. אסירי תודה גם התמיכה financial המוצעים על ידי 452 פרויקט MAT2015-70615-R מן הממשלה הספרדית, 453 על ידי קרנות פדר. ICN2 ממומן על ידי תוכנית/Generalitat סרקא דה קטלוניה (catalunya) נתמכת על ידי התכנית Severo אוצ'ואה של משרד הכלכלה הספרדית, בתעשייה, תחרותיות (MINECO, הענק לא. 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 |
References
- Banerjee, D., et al. Metal-organic framework with optimally selective xenon adsorption and separation. Nature Communications. 7, (2016).
- 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).
- 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).
- Howarth, A. J., et al. Chemical, thermal and mechanical stabilities of metal-organic frameworks. Nature Reviews Materials. 1 (3), 15018 (2016).
- Burtch, N. C., Jasuja, H., Walton, K. S. Water Stability and Adsorption in Metal-Organic Frameworks. Chem Rev. , (2014).
- 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).
- 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).
- Devic, T., Serre, C. High valence 3p and transition metal based MOFs. Chemical Society Reviews. 43 (43), 6097-6115 (2014).
- 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).
- 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).
- Sun, Q., et al. Imparting amphiphobicity on single-crystalline porous materials. Nature Communications. 7, 13300 (2016).
- 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).
- Wang, S., et al. Surface-specific functionalization of nanoscale metal-organic frameworks. Angewandte Chemie - International Edition. 54 (49), 14738-14742 (2015).
- 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).
- Saiz-Poseu, J., et al. Versatile Nanostructured Materials via Direct Reaction of Functionalized Catechols. Advanced Materials. 25 (14), 2066-2070 (2013).
- 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).
- 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).
- Yang, J., Cohen Stuart, M. A., Kamperman, M. Jack of all trades: versatile catechol crosslinking mechanisms. Chemical Society Reviews. 43 (43), 8271-8298 (2014).
- 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).
- Wang, S., et al. Surface-Specific Functionalization of Nanoscale Metal-Organic Frameworks. Angewandte Chemie. 127 (49), 14951-14955 (2015).
