Fonksiyonlu Sentezi ve Karakterizasyonu Metal-organik Altyapıları

Aşağıdaki deneyin genel amacı, solvent destekli bağlayıcı değişimi veya yelken kullanılarak de novo elde edilmesi zor olan sütunlu bir çark metal organik çerçeve veya güve sentezlemek ve bunu süper kritik karbondioksit kurutma yoluyla aktive etmektir. Bu, çinko nitrat, heksahidrat, NN, prime D, dört perial naftalin, tetra karboksi diamin ve bir dört DI bromo 2 3 5 6 Tera dört karboksil benzenden asidik bir DMF çözeltisinde de novo erişimi kolay olan ana mo'nun salvo termal olarak sentezlenmesiyle elde edilir. İkinci adım olarak, ana güvenin kristalleri, istenen yavru güve ürünü olan Salem beşini veren, tercih edilen bağlayıcının DMF çözeltisi ile satış reaksiyonuna tabi tutulur.

Daha sonra, malzemeyi gaz absorpsiyonunu içeren uygulamalara uygun hale getirmek için Salem beşin gözeneklerindeki DMF çözücüsü, etanol ile çözücü değişimi ve süper kritik karbondioksit ile aktivasyon yapılarak uzaklaştırılır. Sonuçlar, çerçevenin topolojiye tutulmasını, ek bağlayıcıların Salem beş çerçevesine dahil edilmesini ve dönen bir kılcal protonda toz X-ışını kırınımına, nükleer manyetik rezonans spektroskopisine dayalı aktivasyon üzerine çerçeve çökmesinin önlenmesini ve aktive edilmiş mth'nin kristal görüntülerinin gözlemlenmesini ve nitrojen izotermlerinin toplanmasını göstermektedir. Umudumuz, bu videonun, zorlu güvelerin sentezi ve aktivasyonuna yönelik alternatif yollar hakkında bilgi vermesinin yanı sıra, kırılgan güve yapılarını ele alırken ortaya çıkan sakinleştirici tuzaklara karşı uyarıda bulunabilmesidir.

Ek olarak, solvent destekli bağlayıcı değişimi, bu videonun odaklandığı sütun çarkı sistemlerinin yanı sıra çok çeşitli fare yapılarına uygulanabilir. Solvent destekli bağlayıcı değişiminin mevcut yöntemlere göre ana avantajı, fassal uygulama satışı ile birlikte çok yönlülüğü ve eksikliğidir. Bağlayıcı çözülebilirliği ile ilgili sorunları iyileştirir ve tipik olarak kızı Moff Powder'ın neredeyse kantitatif bir sentezine yol açar.

X-ışını kırınımı, yelken reaksiyonunun meydana geldiğini doğrulamak için güçlü bir tekniktir. Burada sunulan yöntem, kristalleri ana likörlerinde tutar ve bu da MTH çerçevesinin bozulmadan kalmasını sağlar. Prosedürü göstermek, laboratuvarımızdan bir doktora sonrası araştırmacı olan Dr.Rachel Clit olacak.

Önce 50 miligram çinko nitrat Heksahidrat, 37.8 miligram DPNI ve 64.5 miligram B-R-T-C-P-B'yi tartın. Tüm katı malzemeleri dört gramlık bir şişede birleştirin. Katı bileşenleri içeren şişeye 10 mililitre DMF ekleyin.

Daha sonra dokuz inçlik bir macun pipeti kullanarak, şişeyi iyice kapattıktan sonra bir damla konsantre hidroklorik asit ekleyin. Malzemeleri yaklaşık 15 dakika boyunca ultrasonik bir banyo kullanarak karıştırın ve şişenin içeriğini bir süspansiyon oluştururken gözlemleyin. Daha sonra, şişeyi iki gün boyunca 80 santigrat derecede bir fırına koyun.

Birinci gün, içeriğinin tamamen çözüldüğünden emin olmak için şişeyi kontrol edin. İkinci günde sarı berrak bir çözelti oluşturarak, duvarlarda ve şişenin dibinde sarı gözyaşı şeklindeki kristalleri gözlemleyin. Flakon fırından çıkarıldıktan ve oda sıcaklığına soğutulduktan sonra, kristalleri flakon duvarlarından nazikçe itmek için bir spatula kullanın, böylece hepsi şişenin tabanında toplanır.

Kristallerin şişenin tabanına yerleşmesine izin verdikten sonra, kristalleri pipete emmeden dokuz inçlik bir karıştırma pipeti kullanarak reaksiyon çözeltisini şişeden nazikçe çıkarın. Asidik reaksiyon solüsyonunu ve gözeneklerde sıkışan reaktif olmayan bileşenleri çıkarmak için kristallerle birlikte şişeye en az bir gün bekletmek için yaklaşık beş mililitre taze DMF ekleyin. Bu noktada, 0,7 milimetre çapında bir çap hazırlayın.

Kapalı ucu dikkatlice keserek silikat cam kılcal damarı ödünç alın, böylece kılcal damarın huni üstü ile üst üç santimetresi kalır. Kılcal damarın dar kesilmiş ucunu erimiş arı balmumuna batırın. Balmumunun kılcal damarın dibinde bir tıkaç olarak katılaşmasına izin verdikten sonra, az miktarda modelleme kilinde destekleyin Geçmiş bir hava pipeti kullanarak, çözelti içinde birkaç mililitre kristal çizin.

Kristalleri ve çözeltiyi huni açıklığından kılcal damara dikkatlice aktarın. Fazla çözücüyü uzaklaştırmak için bir kağıt havlu veya kağıt mendil kullanın. Ardından, kristallerin küçük balmumu tapasına yerleşmesine izin verin.

Kılcal damarın üst ucunu kapatmak için çok küçük bir modelleme kili parçası kullanın. Toz X-ışını kırınım analizine hazırlanmak için, gonyometre kafasından herhangi bir montaj cihazını çıkarın ve üzerine modelleme kili ile desteklenen kılcal damarı yerleştirin. Kristal tıkacının dönerken dönmediğinden emin olmak için kılcal damarı x-ışını ışınında ortalayın.

Toz X-ışını kırınım analizinin ardından, 21 miligram DPED'i çıkarın ve iki gramlık bir şişeye aktarın. Şişeye beş mililitre DMF ekledikten sonra, DPED'i ultras sonikasyon ile çözün. Altı inçlik bir geçmiş hava pipeti kullanarak, kardeşi kristallerden toplayın ve bir NER hunisinde süzün.

Daha sonra önceden hazırlanmış DPED çözeltisinde yaklaşık 30 miligram kristal dağıtın. Elde edilen yelken karışımını 24 saat boyunca 100 santigrat derecede bir fırına koyun. Bir sonrakinde, altı inçlik bir PE pipet ile proton NMR ile yelken reaksiyonunun ilerlemesini kontrol edin.

Soğutulmuş reaksiyon çözeltisinden yaklaşık iki ila beş miligram MOF kristalini çıkarın. Bu kristalleri, 1.5 gramlık bir şişede DMF gibi az miktarda temiz bir çözücüye batırarak durulayın. Bunu takiben, ayrı bir 1.5 gramlık şişeye yaklaşık bir mililitre döteryumlu dimetil sülfoksit ekleyin.

Kristaller temizleme solüsyonundan süzüldükten sonra, bunları döteryumlu dimetil sülfoksit içinde dağıtın. Daha sonra karışıma üç damla döteryumlu sülfürik asit ekleyin. Homojen bir çözelti elde etmek için tutsak şişeyi iyice sonikleştirin.

Bittiğinde, elde edilen numuneyi bir macun pipeti ile bir NMR tüpüne aktarın. Daha sonra, MOF kristallerinin düşük çözünürlüğü nedeniyle çözelti nispeten seyreltik olduğundan, 64 tarama gerçekleştirerek NMR spektrumunu toplayın. Etanol ile çözücü değişimini takiben, MOF kristallerini altı inçlik bir PE pipet kullanarak bir aktivasyon kabına aktarın.

Ardından, kristalleri pipete emmeden dokuz inçlik bir peor pipeti ile mümkün olduğunca fazla etanolü çıkarın. Üç cıvatayı sökerek aktivasyon odasının kapağını çıkarın ve haznede güve kalıntısı olup olmadığını kontrol edin. Bir çift forseps kullanarak, aktivasyon kabını bir güve ile hazneye yerleştirin ve kapağı yerine geri vidalayın.

Ardından, kurutucuyu açın ve karbondioksit tankını açın. Sıfır ile 10 santigrat derece arasında bir sıcaklık elde etmek için sıcaklık düğmesini ayarlayın. Sıcaklık doğru aralığa geldiğinde, doldurma düğmesini yukarı çevirin. Yavaş yavaş.

Hazne kapağındaki cam pencereden aktivasyon kabına sıvı karbondioksit döküldüğünü gözlemleyin. İlk temizlemeyi gerçekleştirmek için doldurma düğmesini 15 yazan işarete kadar çevirin. Ardından, aletin yan tarafındaki tüpten bir solvent jeti çıkana kadar boşaltma düğmesini yavaşça çevirin.

Temizlemenin yaklaşık beş dakika devam etmesine izin verdikten sonra, temizleme düğmesini kapatın ve doldurma düğmesini beş yazan işarete kadar çevirin. Sekiz saatlik süper kritik kurutmadan sonra, tüm düğmeleri kapatın ve ısı anahtarını açın. Sıcaklık ve basınç süper kritik noktayı aştığında, cihazın yan tarafındaki tüpe bir akış ölçer bağlayın ve boşaltma düğmesini açın.

Akışı dakikada bir santimetreküp olarak ayarlayın. Ardından akış ölçeri çıkarın ve ertesi gün karbondioksitin numuneden yavaşça sızmasına izin verin. Basıncın sıfır PSI'ye düştüğünü kontrol edin.

Basınç bu seviyeye düşmediyse, istenen basınç düşüşü elde edilene kadar hava alma düğmesini yukarı çevirin. Hava alma düğmesini kapattıktan sonra, ısı ve güç anahtarlarını kapatın, burada gösterilen enstrüman bir Broome kapalı kristalidir ve aynı kristal Salem'e dönüştürülmüştür. Beş burada görüntülenir.

Tek kristalden tek kristale reaksiyonlarda olduğu gibi. Kristal boyutu ve morfolojisi değişmez. Bununla birlikte, satışın sert doğası nedeniyle yüzeyde çatlaklar oluşur ve bu da Salem beş kristalini tek kristal x-ışını kırınım veri toplamaya uygun hale getirmez.

BROMIUM OV sentezi Salem beş sentezine uygulandığında, proton NMR DPED'in yokluğunu gösterir. Durdurmak için, işlevselleştirilmiş bağlayıcı etkileşimi Salem five'a erişmek için kullanılır. DPNI'yi ayrılma direği olarak içeren tipik bir satış, direğin %99'undan fazlasının değiştirilmesiyle 24 saatten daha az bir süre gerektirir.

Birçok sütunlu çark güvesi, cam üzerine montaj malzemesi kullanan kuru PXRD, bu durumda tüm tepe noktalarını içermeyebilecek bir desen ürettiğinde kristalliğini kaybettiğinden, nitrojen verici direklerin uzandığı C ekseni yönünden gelen yansımaya karşılık gelen tepe noktası ilk tepe noktasıdır. Daha düşük bir diş teta açısındaki ilk tepe konumu, C ekseni yönünde daha büyük bir birim hücrenin varlığını gösterir. NU 100'ün konvansiyonel ısı ve vakum aktivasyonu ve süper kritik karbondioksit kurutması üzerine elde ettiği kristal görüntüler burada gösterilmektedir.

İlki, çerçeve çökmesine ve gözeneklilik tahribatına yol açarken, süper kritik karbondioksit kurutma, gram başına yaklaşık 6.140 metrekarelik bir BET yüzey alanına yol açar. Bu prosedürü takiben, sentezlenmesi zor diğer güveler elde edilebilirken, çalışmaları sırasında hassas çerçevelerinin bozulmasını önler ve boşaltılmış gözeneklerine erişime izin verilir. Bu videoyu izledikten sonra, gaz emme uygulamalarına yönelik MOF sentezi, karakterizasyonu ve aktivasyonu için bazı yararlı yöntemlerin nasıl gerçekleştirileceğini iyi anlamış olmalısınız.

Diferansiyel reflektometreye monte edilecek toz X-ışını kırınım numuneleri ve kılcal damarlar hazırlanarak, her türden solvente duyarlı kristaller, numune bozulması korkusu olmadan analiz edilebilir.