Name: Geliştirilmiş nem direnci için Metal organik çerçeveler yüzey Functionalization (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-05T15:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Keşfedin, metal organik çerçevelerin yüzey modifikasyonu için katekol kaplama yöntemini. Bu teknik, MOF'ların su stabilitesini artırırken malzemenin gözenekliliğini korur ve kaplama fonksiyonelliği üzerinde kontrol sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu eser AB tarafından desteklenmiştir (ERC Stg Kimya-fs-MOF 445 714122), İspanyolca MINECO (birim, mükemmellik MDM-2015-0538) ve Generalitat Valenciana 447 (Grant GV/2016/137). C.M.-G. ve JC-G. İspanyolca 448 MINECO sırasıyla Ramon y Cajal Bursu ve FPI burs 449 (CTQ2014-59209-P), için teşekkür ederiz. N.M.P. teşekkürler cunta de 450 Andalucía doktora sonrası bursu P10-FQM-6050 için. F.N. ve 451 D.R.M. da 452 tarafından sunulan ﬁnancial destek için minnettar proje MAT2015-70615-R İspanyol hükümeti ve 453 FEDER fon tarafından. ICN2 CERCA programı/Generalitat de tarafından finanse edilmektedir Catalunya ve İspanyolca Ekonomi Bakanlığı, sanayi ve rekabet Severo Ochoa programı tarafından desteklenen (MINECO, hayır vermek. SEV-2013-0295).

1. Hdcat@HKUST sentetik prosedürü
Not: Tüm süreci, ortam nem ile herhangi bir temas önlemek için torpido içinde gerçekleştirilmelidir. Buna göre tüm reaktifler ve kullanılan çözücüler kuru ve eldiven kutusunda saklı olması gerekir.
<ol><li>Bir açık 4 mL Cam şişe, iki spatula ve 1 mL micropipette torpido getirin.</li>
	<li>Hdcat 50 mg cam şişe aktarın. Not: bazı durumlarda, bir anti-statik silah statik elektrik istenmeyen etkileri önlemek için gerekli olabilir.</li>
	<li>Susuz kloroform 1 mL hdcat içeren cam şişede yerleştirin. Not: Tüm hdcat tamamen oda sıcaklığında erimiş ama şişeyi sonraki adımlar fırında yerleştirildiğinde çok hızlı bir şekilde çözülür.</li>
	<li>HKUST 10 mg hdcat içeren kloroform çözümde yerleştirin ve şişe sıkıca kapatın.</li>
	<li>Şişeyi torpido dışarı almak ve HKUST ve hdcat kloroform çözüm homojenize bir kaç saniye içinde süspansiyon solüsyon içeren temizleyicide. Not: O2 reaksiyon medya getirilmesi katekol birimlerinin polimerizasyon çözüm yerine15kristalleri yüzeyinde arabayla gidebiliriz gibi ortam havası için şişe içeriğini maruz bırakmayın.</li>
	<li>Yer 70 ° C fırında şişede bir gecede. Şişeyi sıkı kloroform buharlaşma reaksiyon sırasında önlemek için kapalı olduğundan emin olun (kaynama noktası (CHCl3) = 61,2 ° C). Not: bazı durumlarda, vidalı kapak çevreleyen bir Teflon şerit yararlı olabilir. Bu iletişim kuralı 70 ° C'de ısıtılmış bir fırında gerektirir Amorf ürün Aksi takdirde elde edilebilir gibi sıcaklık 70 ° C yüksek olmamalı.</li>
</ol>2. Hdcat@HKUST yıkama prosedürü
<ol><li>Şişeyi gecede 70 ° C'de olduktan sonra fırından alın ve torpido 15 mL santrifüj tüpü ile birlikte transfer.</li>
	<li>Şişeyi içeriğini santrifüj tüpü taze susuz kloroform kullanılarak torpido içeri aktarın.</li>
	<li>Kaplanmış malzeme hdcat@HKUST Santrifüjü tarafından (3354 x g, 1 dk) ayırın. Bunu torpido dışında malzeme santrifüj kapasitesi için alınması gereken gibi santrifüj tüpü sıkıca şapkalı emin olun.</li>
	<li>Santrifüj tüpü hızla-torpido gözünde sonra Santrifüjü tanıtmak.</li>
	<li>Dikkatli bir damlalık kullanarak süpernatant ayıklamak ve bir temiz 40 mL cam şişede saklayın.</li>
	<li>Kaplanmış malzeme susuz CHCl3 3 mL kristalleri yüzeye bağlı olmayan olası polimerli katekol birimleri kaldırmak için askıya alma.</li>
	<li>2.3-2.6 üç kez yineleyin.</li>
	<li>Kaplanmış malzeme 3 mL susuz metanol, askıya alma.</li>
	<li>Adımları 2.3-2.6 üç kez tekrarlayın ama unreacted hdcat molekülleri kaldırmak için susuz metanol kullanarak. Not: ürün çözümleri-torpido gözünde yavaş buharlaşma tarafından kurtarıldı ve yeniden hdcat çözümleri atmayın.</li>
	<li>Yıkanmış hdcat@HKUST bir cam şişe şişe dibinde kaplamalı katı yerleşir kadar susuz metanol ve bekleme kullanarak aktarın.</li>
	<li>Süpernatant almak ve torpido oda sıcaklığında, Kuru toz izin.</li>
</ol>3. Fdcat@HKUST sentetik prosedürü
Not: Tüm süreci, ortam nem ile herhangi bir temas önlemek için torpido içinde gerçekleştirilmelidir. Buna göre tüm reaktifler ve kullanılan çözücüler kuru ve eldiven kutusunda saklı olması gerekir.
<ol><li>Bir açık 4 mL Cam şişe, iki spatula ve 1 mL micropipette torpido tanıtmak.</li>
	<li>Fdcat cam şişe içinde yer 50 mg. Not: bazı durumlarda, bir anti-statik silah statik elektrik istenmeyen etkileri önlemek için gerekli olabilir.</li>
	<li>Susuz kloroform 1 mL fdcat içeren cam şişede yerleştirin. Not: Tüm fdcat tamamen oda sıcaklığında erimiş ama şişeyi sonraki adımlar fırında yerleştirildiğinde çok hızlı bir şekilde çözülür.</li>
	<li>HKUST 10 mg fdcat içeren kloroform çözümde yerleştirin ve şişe sıkıca kapatın.</li>
	<li>Şişeyi torpido dışarı almak ve HKUST ve fdcat kloroform çözüm homojenize bir kaç saniye içinde süspansiyon solüsyon içeren temizleyicide. Not: O2 reaksiyon medya getirilmesi katekol birimlerinin polimerizasyon çözüm yerine15kristalleri yüzeyinde arabayla gidebiliriz gibi her durumda ortam havası için şişe içeriğini maruz bırakmayın.</li>
	<li>Yer 70 ° C fırında şişede bir gecede. Şişeyi sıkı kloroform buharlaşma reaksiyon sırasında önlemek için kapalı olduğundan emin olun (kaynama noktası (CHCl3) = 61,2 ° C). Not: bazı durumlarda, vidalı kapak çevreleyen bir teflon şerit yararlı olabilir. Bu iletişim kuralı 70 ° C'de ısıtılmış bir fırında gerektirir Amorf ürün Aksi takdirde elde edilebilir gibi sıcaklık 70 ° C yüksek olmamalı.</li>
</ol>4. çamaşır prosedürü fdcat@HKUST
<ol><li>Şişeyi gecede 70 ° C'de olduktan sonra fırından alın ve torpido 15 mL santrifüj tüpü ile birlikte transfer.</li>
	<li>Şişeyi içeriğini santrifüj tüpü taze susuz kloroform kullanılarak torpido içeri aktarın.</li>
	<li>Kaplanmış malzeme fdcat@HKUST Santrifüjü tarafından (3354 x g, 1 dk) ayırın. Bunu torpido dışında malzeme santrifüj kapasitesi için alınması gereken gibi santrifüj tüpü sıkıca şapkalı emin olun.</li>
	<li>Santrifüj tüpü hızla Santrifüjü sonra torpido tanıtmak.</li>
	<li>Dikkatli bir damlalık kullanarak süpernatant ayıklamak ve bir temiz 40 mL cam şişede saklayın.</li>
	<li>Kaplanmış malzeme susuz CHCl3 3 mL kristalleri yüzeye bağlı olmayan olası polimerli katekol birimleri kaldırmak için askıya alma.</li>
	<li>Adımları 4.3 4.6 üç kere tekrar edin.</li>
	<li>Kaplanmış malzeme 3 mL susuz metanol, askıya alma.</li>
	<li>Adımları 4.3 4.6 üç kez tekrarlayın ama unreacted fdcat molekülleri kaldırmak için susuz metanol kullanarak. Not: ürün çözümleri-torpido gözünde yavaş buharlaşma tarafından kurtarıldı ve yeniden fdcat çözümleri atmayın.</li>
	<li>Yıkanmış fdcat@HKUST bir cam şişe şişe dibinde kaplamalı katı yerleşir kadar susuz metanol ve bekleme kullanarak aktarın.</li>
	<li>Süpernatant almak ve torpido oda sıcaklığında, Kuru toz izin.</li>
</ol>

<ol><li>Banerjee, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-organic+framework+with+optimally+selective+xenon+adsorption+and+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Metal-organic framework with optimally selective xenon adsorption and separation.</a> Nature Communications. 7, (2016).</li>
<li>Elsaidi, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/cc/c5cc06577a#!divAbstract">Hydrophobic pillared square grids for selective removal of CO 2from simulated flue gas.</a> Chemical Communications. 51 (85), 15530-15533 (2015).</li>
<li>Furukawa, H., Cordova, K. E., O'Keeffe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks. <a target="_blank" href="http://science.sciencemag.org/content/341/6149/1230444">Science</a>. 341 (6149), New York, N.Y. 1230444(2013).</li>
<li>Howarth, A. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/natrevmats201518">Chemical, thermal and mechanical stabilities of metal-organic frameworks.</a> Nature Reviews Materials. 1 (3), 15018(2016).</li>
<li>Burtch, N. C., Jasuja, H., Walton, K. S. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25264821">Water Stability and Adsorption in Metal-Organic Frameworks.</a> Chem Rev. , (2014).</li>
<li>Guo, P., Dutta, D., Wong-Foy, A. G., Gidley, D. W., Matzger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+Sensitivity+in+Zn4O-Based+MOFs+is+Structure+and+History+Dependent%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Water Sensitivity in Zn4O-Based MOFs is Structure and History Dependent.</a> Journal of the American Chemical Society. , 150213132255001(2015).</li>
<li>Gao, W. Y., et al. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.5b00084">Remote stabilization of copper paddlewheel based molecular building blocks in metal-organic frameworks.</a> Chemistry of Materials. 27 (6), 2144-2151 (2015).</li>
<li>Devic, T., Serre, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+valence+3p+and+transition+metal+based+MOFs%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">High valence 3p and transition metal based MOFs.</a> Chemical Society Reviews. 43 (43), 6097-6115 (2014).</li>
<li>He, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Stable+Metal-Organic+Framework+Featuring+a+Local+Buffer+Environment+for+Carbon+Dioxide+Fixation%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">A Stable Metal-Organic Framework Featuring a Local Buffer Environment for Carbon Dioxide Fixation.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 57 (17), 4657-4662 (2018).</li>
<li>Nguyen, J. G., Cohen, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moisture-resistant+and+superhydrophobic+metal-organic+frameworks+obtained+via+postsynthetic+modification%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Moisture-resistant and superhydrophobic metal-organic frameworks obtained via postsynthetic modification.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (13), 4560-4561 (2010).</li>
<li>Sun, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imparting+amphiphobicity+on+single-crystalline+porous+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Imparting amphiphobicity on single-crystalline porous materials.</a> Nature Communications. 7, 13300(2016).</li>
<li>Decoste, J. B., Peterson, G. W., Smith, M. W., Stone, C. A., Willis, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+stability+of+Cu-BTC+MOF+via+perfluorohexane+plasma-enhanced+chemical+vapor+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Enhanced stability of Cu-BTC MOF via perfluorohexane plasma-enhanced chemical vapor deposition.</a> Journal of the American Chemical Society. 134 (3), 1486-1489 (2012).</li>
<li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-specific+functionalization+of+nanoscale+metal-organic+frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+-+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Surface-specific functionalization of nanoscale metal-organic frameworks.</a> Angewandte Chemie - International Edition. 54 (49), 14738-14742 (2015).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ta/c7ta05800d#!divAbstract">A molecular-level superhydrophobic external surface to improve the stability of metal-organic frameworks.</a> Journal of Materials Chemistry A. 5 (35), 18770-18776 (2017).</li>
<li>Saiz-Poseu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Versatile+Nanostructured+Materials+via+Direct+Reaction+of+Functionalized+Catechols%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Versatile Nanostructured Materials via Direct Reaction of Functionalized Catechols.</a> Advanced Materials. 25 (14), 2066-2070 (2013).</li>
<li>de Oliveira, J. A. F., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/dt/c6dt02032a#!divAbstract">Dopamine polymerization promoted by a catecholase biomimetic Cu II(µ-OH)Cu IIcomplex containing a triazine-based ligand.</a> Dalton Transactions. 45 (39), 15294-15297 (2016).</li>
<li>Koval, I. A., Gamez, P., Belle, C., Selmeczi, K., Reedijk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+models+of+the+active+site+of+catechol+oxidase%3A+mechanistic+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Synthetic models of the active site of catechol oxidase: mechanistic studies.</a> Chemical Society Reviews. 35 (9), 814(2006).</li>
<li>Yang, J., Cohen Stuart, M. A., Kamperman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Jack+of+all+trades%3A+versatile+catechol+crosslinking+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Jack of all trades: versatile catechol crosslinking mechanisms.</a> Chemical Society Reviews. 43 (43), 8271-8298 (2014).</li>
<li>Castells-Gil, J., Novio, F., Padial, N. M., Tatay, S., Ruíz-Molina, D., Martí-Gastaldo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Functionalization+of+Metal-Organic+Framework+Crystals+with+Catechol+Coatings+for+Enhanced+Moisture+Tolerance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Surface Functionalization of Metal-Organic Framework Crystals with Catechol Coatings for Enhanced Moisture Tolerance.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9 (51), 44641-44648 (2017).</li>
<li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Specific+Functionalization+of+Nanoscale+Metal-Organic+Frameworks%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Surface-Specific Functionalization of Nanoscale Metal-Organic Frameworks.</a> Angewandte Chemie. 127 (49), 14951-14955 (2015).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu çalışmada bildirilen yöntemi basit ve etkili bir yaklaşım MOF kristalleri yüzey modifikasyonu için sentetik catechols hafif koşullarda ne olursa olsun ile doğrudan tepki zinciri işlevselliğini sağlar. Polydopamine benzeri kaplamalar üreten geleneksel yaklaşım farklı olarak, bu yol susuz ve anaerobik koşullarda ve MOF kararlılığını tehlikeye atmadığından herhangi bir temel ek olmadan gerçekleştirilebilir. Metanol ve kloroform ilk tabanlı önceki işleri14,20ve bu...

Metal organik çerçeveler bir kristal gözenekli malzemeler genellikle ikincil yapı birimleri (SBU), birlikte polytopic organik ligandlar coordinative tahvil yoluyla tarafından düzenlenen adlı inorganik metal bileşenleri inşa sınıfıdır. Bunlar, kendinden montajlı SBU organik halkalı ile çok yüksek yüzey alanları ile genişletilmiş 3D gözenekli yapıları oluşumunu sağlar ve umut verici uygulamaları alanlarında gaz depolama ayırma ve1,2, kataliz ve 3algılama. Bunların çoğu değişken koordinasyon bağlar, bu klasik karşılaştı sonuçlanan yapılarını divalent metal analizleri dahil ancak, onların uygulanabilirliği için ana sınırlama onların zavallı istikrar su4,5gibidir MOF-56veya HKUST7gibi malzeme.
Bu sorunu çözmek için yaygın bir yaklaşım dahil bir yandan, güçlü koordinasyon oluşturulması temel NZr veya Ti(IV), gibi çok metaller kullanılarak tahvil-donör ligandlar7,8 veya asitler içeren ligandlar ve temel siteleri9. Ancak, bu yöntem yeni malzemeler için sınırlıdır ve MOF'lar zaten mevcut kararlılığını geliştirmek için izin vermez. Öte yandan, zaten bilinen malzemeler kararlılığını artırmak için yaklaşımlar bağlayıcı10,11 sonrası sentetik değişikliğe göre boş hidrofobik moieties tanıtmak sonrası sentetik değiştirme yöntemleri kullanın veya kimyasal buhar biriktirme (CVD)12. Ne yazık ki, bu yöntemler kararlılığını sert bir düşüş giderleri, malzemenin porozite ve gelişmiş araçları kullanımı geliyor. Son hydrophobicity olarak bilinen Zr(IV) MOF'lar vermek 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (basıncın)13 ya da n- octadecylphosphonic asit (OPA)14gibi tarihinde phosphonic asitlerin kullanımı da vurgulanmış olmalıdır.
Katekol bileşenleri, dopamin gibi yaygın malzemeler polydopamine15oluşumu aracılığıyla geniş bir functionalize için kullanılmaktadır. Ancak, bu kaplamalar oluşumu ile değişken tahvil MOF'lar için uygun değildir biraz temel çözümler için sulu tampon çözümler kullanımı sınırlıdır. Bortoluzzi'ye ve ark. son rapor tarafından catecholase benzeri katalitik aktivitesi anımsatan görüntüler bir katalitik16 merkezi Cu2(μ-O) içeren karmaşık bir binuclear Cu(II) o polydopamine çözüm üretilebilir doğal enzimler katekol oksidaz17 ve tirozinaz18gibi. Son zamanlarda, biz nasıl trimesate halkalı, HKUST bilinen aracılığıyla bağlı Cu(II) kürek tekerlek SBU dayalı bir MOF hydrolytic bozulması tarafından 4-hepatdecyl-katekol (hdcat) gibi functionalized catechols polimerizasyon korunabilir göstermiştir ya da Fluor-4-undecylcatechol (fdcat),19kristalleri yüzeyinde. Bu basit yöntem nasıl verimli fonksiyonel kaplama kanıtlıyor koşullarda hafif işlevi ne olursa olsun katekol ve biomimetic nedeniyle çerçeve kararlılığını tehlikeye atmadığından tampon çözeltiler kullanmanıza gerek kalmadan sentez Katalitik aktivitesi Cu(II) birimlerinin. Biz bu yeni yöntem sağlayan, hydrolytic bozulması, koruma yanı sıra kiral molekülleri veya uçucu organik bileşikler seçici adsorpsiyon fonksiyonel kaplama oluşumuna olanak verebilir inanıyoruz.

<table><tbody><tr><td>Basolit C-300</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>688614</td><td>Ticari HKUST</td></tr><tr><td>Susuz Metanol (%99,8)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415</td><td></td></tr><tr><td>Susuz Kloroform (%>99)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>288306</td><td></td></tr><tr><td>Mettler Toledo TGA/SDTA 851</td><td>Mettler Toledo</td><td></td><td>Termogravimetrik Analizör</td></tr><tr><td>Cihazı Cary 630 FTIR</td><td>Agilent</td><td></td><td>FT-IR Spektrofotometre, ATR Modülü</td></tr><tr><td>PANalytical X' Pert Pro</td><td>Panlitik</td><td></td><td>Toz XRD Difraktometre</td></tr><tr><td>AUTOSORB-6 aparatı</td><td>Kuantrom</td><td></td><td>Azot İzotermleri bu ekipman ile gerçekleştirilmiştir. Numunelerin aktivasyonu 170 ° C'de dinamik vakum altında gerçekleştirildi ve Universitat d'Alacant teknik servisi tarafından gerçekleştirildi.</td></tr><tr><td>K-Alpha X-ışını fotoelektron spektrometresi sistemi</td><td>Termo-Bilimsel</td><td></td><td>Analiz, Universitat d'Alacant</td></tr><tr><td>FEI Quanta 650 FEG taramalı elektron mikroskobu</td><td>Fisher Scientific'in</td><td></td> X-Ray ünitesinde gerçekleştirildi. <td>Parçacık morfolojilerini ve boyutlarını gözlemlemek için kullanılır</td></tr></tbody></table>

geliştirilmiş nem direnci için metal organik çerçeveler yüzey functionalization

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Metal organik çerçeveler (MOF'lar) bir gözenekli inorganik maddeler gaz depolama ve ayırma, kataliz ve algılama umut verici özellikleri ile sınıfıdır. Ancak, onların uygulanabilirliği sınırlama ana konu nemli koşullarda yoksul onların istikrar olduğunu. Bu sorunu aşmak için ortak yöntemleri güçlü metal-bağlayıcı bağlar oluşumu kullanarak son derece metaller, ücret hangi yapıları, alkylic grupları giriş sonrası sentetik modifikasyonu (PSM) ile çerçevesi sayıyla sınırlanır dahil veya kimyasal buhar biriktirme (CVD) çerçevesinde genel hydrophobicity geliştirmek için. Bu son ikisi genellikle malzeme porozite sert bir düşüş kışkırtmak. Bu stratejileri MOF zaten mevcut özelliklerini yararlanmak için izin vermez ve bunların özelliklerini sağlam tutarken MOF'lar suda kararlılığını artırmak için yeni yöntemler bulmak için zorunludur. Burada, biz Cu2(O2C)4 kürek tekerlek gibi birimleri (HKUST Hong Kong Üniversitesi bilim ve teknoloji için standları) HKUST, catechols ile featuring MOF kristalleri su kararlılığını geliştirmek için yeni bir yöntem raporu alkil ve fluoro-alkil zincirleri ile functionalized. Katalitik catecholase benzeri aktivite CuII iyonlar ve doymamış metal siteleri yararlanmak alarak, biz sağlam hidrofobik kaplama oksidasyon ve sonraki polimerizasyon katekol birimlerinin yüzeyinde oluşturmak edebiliyoruz kristalleri çerçeve alt yapısını bozmakta olmadan anaerobik ve su içermeyen koşullar altında. Bu yaklaşım sadece malzeme ile geliştirilmiş su istikrar tanıyor ama aynı zamanda fonksiyonel kaplama adsorpsiyon için geliştirme ve ayrımları uçucu organik bileşiklerin sağlar koruyucu filtre işlevi üzerinde kontrol sağlar . Biz bu yaklaşım aynı zamanda diğer kararsız MOF'lar açık metal siteleri featuring uzun olabilir ki eminiz.

Tüm reaktifler ve malzemeleri torpido gözünde saklanır ve aksi belirtilmedikçe herhangi bir daha fazla arıtma alındı olarak kullanılır. Tüm süreç torpido gözünde kaplanmamış malzeme küçük düşürmek nem ile temasını engellemek için gerçekleştirilir.
Deneyler sırasında tekrarlanabilirlik sağlamak için 40-50 µm (Şekil 1), yakın bir ortalama partikül büyüklüğü ile piyasada bulunan HKUST kullanıldı gibi ö...

Sağlam fonksiyonel katekol kaplamalar tek adımda anaerobik koşullarda sentetik catechols ile HKUST bilinen malzeme doğrudan tepki tarafından üretildi. Homojen kaplama tüm kristali çevreleyen oluşumu Cu(II) dimer kristallerinin dış yüzeyindeki biomimetic katalitik aktivitesini atfedilir.

Geliştirilmiş nem direnci için Metal organik çerçeveler yüzey Functionalization

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Su stabilitesinin iyileştirilmesi, MOF'ların kimyasal olarak zorlu uygulamalara entegrasyonu için kritik öneme sahiptir. Yöntemimiz, suda stabil olmayan MOF'ların stabilitesini artırmaya yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, sadece kaplanmış malzemenin hidrofobikliğinin modifikasyonuna izin vermekle kalmayıp, aynı zamanda kaplamanın işlevselliği üzerinde kontrol sahibi olmamıza da izin vermesidir.Bu teknik, bazı MOF'larda bulunan ve malzemenin genel gözenekliliğini etkilemeden kristallerin yüzeyindeki katekol moleküllerinin polimerizasyonunu tetikleyebilen katalitik açık metal bölgelerinden yararlanır. İlk olarak, dört mililitrelik bir cam şişe, iki spatula ve bir mililitrelik bir mikropipeti bir torpido gözüne getirin. Oksijensiz reaksiyon koşullarını korumak için özel dikkat gösterilmelidir.Cam şişeye 50 miligram hdcat ekleyin. Ardından, cam şişeye bir mililitre susuz kloroform ekleyin. Bunu takiben, hdcat çözeltisine 10 miligram HKUST ekleyin ve şişeyi sıkıca kapatın.Şişeyi torpido gözünden çıkardıktan sonra, çözeltiyi homojenize etmek için HKUST ve hdcat süspansiyonunu birkaç saniye sonikleştirin. Şişenin sıkıca kapatıldığından emin olun ve gece boyunca 70 santigrat derecede bir fırına koyun. Şişeyi fırından çıkardıktan sonra, 15 mililitrelik bir santrifüj tüpü ile torpido gözüne aktarın.Torpido gözünde, şişenin içeriğini taze susuz kloroform kullanarak santrifüj tüpüne aktarın. Santrifüj tüpünü torpido gözünden çıkardıktan sonra, kaplanmış malzemeyi bir dakika boyunca 3.354 kez g'de santrifüjleme ile ayırın. Santrifüj tüpü torpido gözüne geri gönderildikten sonra, süpernatanı bir damlalık kullanarak dikkatlice çıkarın ve 40 mililitrelik temiz bir cam şişede saklayın.Daha sonra, kristallerin yüzeyine bağlı olmayan polimerize katekol birimlerini çıkarmak için kaplanmış malzemeyi üç mililitre susuz kloroform içinde askıya alın. Kloroformu çıkardıktan sonra, reaksiyona girmemiş hdcat moleküllerini çıkarmak için kaplanmış malzemeyi üç mililitre susuz metanol içinde askıya alın. Yıkama adımını üç kez tekrarladıktan sonra, yıkanmış hdcat-HKUST'u susuz metanol kullanarak bir cam şişeye aktarın.Kaplanmış katı şişenin dibine yerleştikten sonra, süpernatanı çıkarın ve tozun torpido gözünde oda sıcaklığında kurumasını bekleyin. Torpido gözüne dört mililitrelik bir cam şişe, iki spatula ve bir mililitrelik bir mikropipet getirin. Cam şişeye 50 miligram fdcat ekleyin.Ardından, cam şişeye bir mililitre susuz kloroform ekleyin. Daha sonra, fdcat çözeltisine 10 miligram HKUST ekleyin ve şişeyi sıkıca kapatın. Şişeyi torpido gözünden çıkardıktan sonra, çözeltiyi homojenize etmek için HKUST ve fdcat süspansiyonunu birkaç saniye sonikleştirin.Şişenin sıkıca kapatıldığından emin olun ve gece boyunca 70 santigrat derecede fırına koyun. Şişeyi fırından çıkardıktan sonra, 15 mililitrelik bir santrifüj tüpü ile torpido gözüne aktarın. Torpido gözünde, şişenin içeriğini taze susuz kloroform kullanarak santrifüj tüpüne aktarın.Santrifüj tüpünü torpido gözünden çıkardıktan sonra, kaplanmış malzemeyi bir dakika boyunca 3.354 kez g'de santrifüjleme ile ayırın. Santrifüj tüpü torpido gözüne geri gönderildikten sonra, süpernatanı bir damlalık kullanarak dikkatlice çıkarın ve 40 mililitrelik temiz bir cam şişede saklayın. Bunu takiben, kristallerin yüzeyine bağlı olmayan polimerize katekol birimlerini çıkarmak için kaplanmış malzemeyi üç mililitre susuz kloroform içinde askıya alın.Kloroformu çıkardıktan sonra, reaksiyona girmemiş fdcat moleküllerini çıkarmak için kaplanmış malzemeyi üç mililitre susuz metanol içinde süspanse edin. Yıkama adımını üç kez tekrarladıktan sonra, yıkanmış fdcat-HKUST'u susuz metanol kullanarak bir cam şişeye aktarın. Kaplanmış katı şişenin dibine yerleştikten sonra, süpernatanı çıkarın ve tozun torpido gözünde oda sıcaklığında kurumasını bekleyin.Yüzeyi modifiye edilmiş kristaller, suya batırıldığında artan hidrofobiklik gösterir. Hemen şişenin dibine batan HKUST ile karşılaştırıldığında, hdcat-HKUST ve fdcat-HKUST batmadan birkaç gün suda kalabilir. Temas açısı ölçümleri, üstün hidrofobikliklerini doğrular.hdcat-HKUST'un FT-IR spektrumu, HKUST'ta bulunmayan hdcat alkil zincirinin alkan CH germe titreşimlerine karşılık gelen bantları gösterir. fdcat-HKUST için, HKUST'ta gözlenmeyen spektrumda alkan CF germe titreşimleri görülebilir. hdcat-HKUST ve fdcat-HKUST'un SEM görüntüleri, kristalleri çevreleyen bir dış oluklu tabakayı gösterir, bu da morfolojilerine saygı gösterirken kristaller üzerinde etkili bir polimerizasyon olduğunu gösterir.XPS ölçümleri, hdcat-HKUST ve fdcat-HKUST'ta bakır I'in varlığını gösterir, bu da katekol kısımlarının yüzeydeki bakır birimler tarafından reaksiyona girmesine ve ardından polimerizasyona atfedilir. HKUST üzerinde katekolat kaplamaların oluşumu, toz x-ışını kırınım ölçümleri ile onaylandığı gibi, HKUST'un kristal yapısı üzerinde hiçbir etki olmaksızın ilerledi. Bu aynı zamanda 77 kelvin'deki gözeneklilik ölçümleriyle de doğrulandı ve bu da hdcat-HKUST ve fdcat-HKUST'un kaplama işleminden sonra küçük değişikliklerle yüzey alanlarını koruduğunu gösterdi.Bu prosedürü denerken, oksijensiz reaksiyon koşullarını korumak önemlidir, çünkü oksijen, katekol moleküllerinin kristallerin yüzeyinden ziyade çözelti içinde polimerizasyonunu teşvik edebilir. Bu prosedürü takiben, MOF malzemelerinin ıslanabilirliğini, dış yüzeylerinin basit bir şekilde işlevselleştirilmesiyle değiştirebildik. Ayrıca, bu teknik, kaplamanın işlevselliği üzerinde kontrol sahibi olmamızı sağlar, bu da kiral ayırma veya VOC yakalama gibi çıplak malzemede bulunmayan yeni işlevlere sahip olmamızı sağlar.

surface-functionalization-metal-organic-frameworks-for-improved

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Burada bu tür bunların kararlılığını ve hidrofobikliğini geliştirmek için metal-organik çerçeveler gibi mikro gözenekli malzemeler üzerinde perfluorobütanlar plazma geliştirilmiş kimyasal buhar biriktirme için işlemler açıklanmaktadır. Ayrıca, numune miligram miktarları atılım test ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

Plazma ile Hidrofobik Metal-Organik Altyapıları hazırlanması Amonyak Kaldırma için perfluorobütanlar Kimyasal Buhar Kaplama Geliştirilmiş

Kasıtlı olarak tasarlanmış metal-organik çerçeve maddelerin sentezi, aktivasyon ve karakterizasyonu bina blokları uyumsuz veya istenmeyen polimorflan termodinamik istenen formlar üzerinde tercih edilir, özellikle de zordur. Biz süperkritik CO 2 kurutma yoluyla kılcal ve aktivasyon çözücü-destekli bağlayıcı değişimi, toz X-ışını kırınımı uygulamaları, bu zorlukların bazılarını ele nasıl açıklar.

Fonksiyonlu Sentezi ve Karakterizasyonu Metal-organik Altyapıları

Metal organik çerçeveler gaz depolama ve heterojen kataliz, ama tipik sentez yöntemleri sonuç akıllı malzeme dahil etmek zordur gevşek tozlar içinde etkilidir. Biz bir yöntem solvothermal sentezi sırasında MOF Açıkorur filmleri kumaşlar üzerine sonuçlanan ilk kaplama kumaş ALD metal oksitler ile göstermek.

Solvothermal sentez MIL-96 ve UIO-66-NH2 atom katman üzerinde Metal oksit kaplama Fiber paspaslar üzerine yatırılır.

Geniş bir değiştirilmemiş gözenekli üzerinde intergrown, polikristalin metal organik framework zarları sentezi için basit, tekrarlanabilir ve çok yönlü bir yaklaşım ve gözenekli olmayan destekler sunulmaktadır.

Elektroforetik kristalizasyon Ultrathin yüksek performanslı Metal organik Framework membranlar

Burada, iyi uyumlu kristal kafeslere sahip izoyapısal olmayan bir metal-organik çerçeve (MOF) çifti, HKUST-1 ve MOF-5 kullanarak tek kristalli çekirdek kabuklarının iki aşamalı sentezi için bir protokol gösteriyoruz.

Tek Kristalli Çekirdek-Kabuk Metal-Organik Çerçevelerin Sentezi

Burada, zemin durumlarında ve geçici absorpsiyon spektrumlarında belirgin şekilde azalmış saçılma sergileyen metal-organik çerçeve (MOF) süspansiyonlarını hazırlamak için bir polimer stabilizatörü kullanıyoruz. Bu MOF süspansiyonları ile protokol, yorumlanabilir veriler elde etmek için MOF'ları spektroskopik olarak karakterize etmek için çeşitli kılavuzlar sağlar.

Metal-Organik Çerçevelerde Spektroskopik Ölçümler Yapmak İçin Teknik Bir Kılavuz

Post-sentetik ligand değişimi (PSE), fonksiyonel grupları metal-organik çerçevelere (MOF'ler) kurmak için çok yönlü ve güçlü bir araçtır. MOF'ların triazol ve tetrazol fonksiyonelleştirilmiş ligandlar içeren çözeltilere maruz bırakılması, bu heterosiklik moietileri PSE süreçleri yoluyla Zr-MOF'lara dahil edebilir.

Post-sentetik ligand değişimi yoluyla triazol ve tetrazol-fonksiyonel Zr-bazlı metal-organik çerçevelerin sentezi

Bu makale, UiO-66'yı temsili bir malzeme olarak kullanarak metal-organik çerçeveleri karakterize etmek için nitrojen porozimetrisinin kullanımını açıklamaktadır.

Metal-Organik Çerçevelerin Yüzey Alanlarının ve Gözenek Hacimlerinin Belirlenmesi

Polimer aşılı, metal-organik çerçeve (MOF) kristalleri kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek katmanlarının sentezi ve karakterizasyonu için bir protokol sağlanır. Prosedür, polimer aşılı MOF parçacıklarının, taramalı elektron mikroskobu görüntüleme ile kanıtlandığı gibi, iyi şekillendirilmiş, serbest duran, tek katmanlı yapılarla sonuçlanan bir hava-su arayüzünde kendi kendine monte edilebileceğini göstermektedir.

Polimer kaplı parçacıklar kullanılarak kendinden montajlı metal-organik çerçeve tek tabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Bu makalede, jelatinin termoters özelliklerinden faydalanan MOF-jelatin hidrojellerinin hazırlanmasını sunuyoruz; bu özellikler koaservasyon yoluyla faz ayrılmasıyla ilişkilidir. Bu hidrojel kompozitler, yüksek MOF yüklemesi, büyük gözeneklilik ve jelatin matrisi içinde MOF parçacıklarının iyi bir mekansal dağılımı sergiler.

Metal-organik çerçeve-jelatin hidrojellerinin koaservasyon yoluyla hazırlanması

Keşfedin, metal organik çerçevelerin yüzey modifikasyonu için katekol kaplama yöntemini. Bu teknik, MOF'ların su stabilitesini artırırken malzemenin gözenekliliğini korur ve kaplama fonksiyonelliği üzerinde kontrol sağlar.

Geliştirilmiş nem direnci için Metal organik çerçeveler yüzey Functionalization

Daha fazla video keşfet