المؤلفان بالشكر إلى وكالة الدفاع لتقليص التهديد لتمويل المشروع تحت رقم BA07PRO104، مارتن سميث، كورين ستون، وكولين ويليس من مختبر علوم وتكنولوجيا الدفاع (DSTL) لخبرتهم في انخفاض ضغط تكنولوجيا البلازما، وماثيو Browe ويسلي جوردون من مركز إدجوود الكيميائية البيولوجية (ECBC) لاختبار microbreakthrough وقياسات زاوية الاتصال، على التوالي.

1. مكعب-BTC تحضير وإعداد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يحرك 12.5 مل من الماء منزوع الأيونات و 12.5 مل من ثنائي ميثيل في 100 مل المسمار غطاء جرة لحوالي 5 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 0.87 غ (3.6 ملمول) النحاس (II) هيدرات نترات تليها 0.50 غرام (2.4 ملمول) من حامض trimesic إلى حل في جرة ويحرك المزيج لمدة 5 دقائق تقريبا. فإن الحل بدوره الزرقاء اللون. وضع جرة توج في فرن محمى على حرارة 120 درجة مئوية لمدة حوالي 24 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة جرة من الفرن. بمجرد أن يبرد إلى درجة حرارة الغرفة جرة، واستعادة بلورات النحاس وBTC عبر الترشيح فراغ باستخدام ورق الترشيح تقييما لاسترداد بلورات أكبر من أو يساوي 2.5 ميكرون. شطف بلورات الناتج مع ثنائي كلورو ميثان، ووضع في نهاية المطاف البلورات في محلول جديدة من ثنائي كلورو ميثان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبادل المذيب كل 24 ساعة واستبدالها مع ثنائي كلورو ميثان الطازجة خلال الأيام الثلاثة المقبلة للمساعدة في إزالة المذيبات أقل تقلبا من مسام النحاس وBTC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسخين البلورات النحاس وBTC إلى 170 درجة مئوية في فرن فراغ أو عن طريق خط Schlenk لإزالة أي جزيئات ضيف المتبقية من هذه المادة. تنشيط بالكامل النحاس وBTC يجب أن يكون أزرق إلى اللون الأرجواني اللون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأكيد هيكل والكيميائية الماكياج من النحاس وBTC عبر مسحوق حيود الأشعة السينية وفورييه، تحويل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، على التوالي. </li></ol> 2. البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes على النحاس وBTC 14 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل كل تجربة تنظيف مفاعل البلازما وأي الأواني الزجاجية لاستخدامها في علاج البلازما مع البلازما الجوية في 50 W لمدة 30 دقيقة على الأقل. هذا يزيل أي perfluoroalkane الأفلام التي قد تكون تشكلت على الأسطح الداخلية من دائرة رد الفعل أو الأواني الزجاجية من التجارب السابقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كمية معروفة من تنشيط النحاس وBTC في 250 مل زجاجة بيركس وانتشرت في جميع أنحاء الزجاجة على جانبها لضمان المعاملة متجانسة. يجب وضع قطعة قماش نفاذية حولعنق الزجاجة مع الشريط المطاطي لتقليل كمية من العينة التي فقدت على تطبيق فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع زجاجة في غرفة البلازما. تطبيق فراغ حتى وصلت إلى غرفة الضغط ≤ 0.20 م بار لمدة 30 دقيقة على الأقل لإزالة أي المياه التي قد كثف على العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيل الغاز perfluoroalkane وضبط منظم لضغط ضمن المواصفات وحدة تحكم تدفق الشامل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط وحدة تحكم تدفق الشامل لملء غرفة التفاعل مع كمية مناسبة من الغاز perfluoroalkane للحفاظ على الضغط المطلوب من التجربة. تدوير زجاجة داخل جهاز PECVD لخلق علاج أكثر تجانسا من المسحوق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضوء البلازما مع مولد 13.56 ميغاهرتز الترددات اللاسلكية، وتوليف تردد الراديو مع وحدة LC مطابقة لتعظيم قوة مع تقليل الانعكاس. مادة retune دوريا طوال فترة العلاج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة علاج اكتمال إخلاء القاعة من أيالغاز perfluoroalkane المتبقية ومن ثم إلى تنفيس الضغط الجوي. إزالة عينة من الجهاز PECVD واسترداد المواد المعالجة من الجانبين من القمقم. جهاز التحجر وينبغي أن تستخدم لاسترداد أكبر قدر ممكن من المواد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع المادة المعالجة في الفرن على 120 درجة مئوية لإزالة أي غاز perfluoroalkane غير المتفاعل. ثم ضع المادة المعالجة في مجفف لمنع امتصاص الماء من الجو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف المواد المتبقية في زجاجة وتصفية لاسترداد النفايات للتخلص السليم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تميز تعامل مع النحاس وBTC 20 F زاوية السحر الغزل بالرنين المغناطيسي النووي، فورييه، تحويل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، والأشعة السينية الضوئية الطيفي. </li></ol> 3. الشيخوخة من النحاس وBTC تحت الظروف الرطبة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط درجة الحرارة المطلوبة والرطوبة النسبية للغرفة البيئية والسماح لها لكي تتوازن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نشر العينة بشكل متساو فيوعاء مفتوح ومكان في الغرفة البيئية لمبلغ من الوقت المطلوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تميز العينة النحاس وBTC مع حيود الأشعة السينية وأيسوثرم النيتروجين في 77 K لتحديد درجة التدهور. </li></ol> 4. تجارب الأمونيا Microbreakthrough 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الصابورة 14.6 L من الأمونيا في 5،000 ملغ / م 3 في أول حقن الصابورة فارغة مع 210 مل من الأمونيا أنيق. ثم ملء الصابورة مع صفر الهواء لضغط 15 رطل. ربط الصابورة تمشيا مع جهاز microbreakthrough. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشغيل أنبوب فارغ في جهاز microbreakthrough لتحديد إشارة الأعلاف. تعيين وحدات تحكم تدفق الشامل للأمونيا والهواء الجاف إلى 8 و 12 مل / دقيقة، على التوالي، لخلق تدفق 20 مل / دقيقة من 2،000 ملغ / م 3 الأمونيا. تشغيل الأسلوب المبرمج للسيطرة على الكروماتوجرافي الغاز وكاشف التأيين الضوى لتحديد إشارة الأعلاف من الأمونيا في النفايات السائلة. يمكن إضافة الرطوبة إلى نظامإذا رغبت في ذلك عن طريق تشغيل جزء من تيار مخفف من خلال خلية مرطبات التحكم في درجة حرارته بمعدل اللازمة لتحقيق الرطوبة النسبية المطلوبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كمية صغيرة من الصوف الزجاجي تحت فريت الزجاج في الاسمية 4 ملم معرف أنبوب زجاجي. تزن حوالي 10-15 ملغ من المواد في أنبوب. كتلة المستخدمة ينبغي أن يؤدي إلى حوالي 55 ملم 3 من حجم المواد الماصة، مما أدى في وقت الإقامة السرير ما يقرب من 0.15 ثانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق الهواء الجاف من خلال أنبوب زجاجي كما هو تسخينها إلى 150 درجة مئوية لمدة 1 ساعة لإزالة أي المياه كثف. وزن العينة بعد التجديد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع العينة في خط وتأمين تستقيم في حمام مائي تعيين إلى 25 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين وحدات تحكم تدفق الشامل للأمونيا والهواء الجاف إلى 8 و 12 مل / دقيقة، على التوالي، لخلق تدفق 20 مل / دقيقة عند 2،000 ملغ / م 3 الأمونيا مع تجاوز العينة إلى خطوط تعبئة الغاز مع الأعلاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدفق تيار الأمونيا من خلال العينة وتشغيل مبرمجطريقة للسيطرة على الكروماتوجرافي الغاز وكاشف التأيين الضوى لرصد تركيز الأمونيا في النفايات السائلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة وقد بلغ تركيز النفايات السائلة تركيز الأعلاف، وإيقاف تيار الأمونيا وتسمح العينة إلى خارج الغاز أي الأمونيا التي لم يتم كثف بقوة على العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة عينة من حمام الماء للتحليل بعد التعرض عن طريق حيود الأشعة السينية وفورييه، تحويل تحليل الأشعة تحت الحمراء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> دمج إشارة الكروماتوجرافي الغاز مقابل البيانات في الوقت لتحديد التحميل الأمونيا للعينة. </li></ol>

<ol>
	<li>Montoro, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capture+of+Nerve+Agents+and+Mustard+Gas+Analogues+by+Hydrophobic+Robust+MOF-5+Type+Metal-Organic+Frameworks.">Capture of Nerve Agents and Mustard Gas Analogues by Hydrophobic Robust MOF-5 Type Metal-Organic Frameworks.</a> J. Am. Chem. Soc. 133, 11888-11891 (2011).</li><li>Glover, T. G., Peterson, G. W., Schindler, B. J., Britt, D., Yaghi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MOF-74+building+unit+has+a+direct+impact+on+toxic+gas+adsorption.">MOF-74 building unit has a direct impact on toxic gas adsorption.</a> Chem. Eng. Sci. 66, 163-170 (2011).</li><li>Britt, D., Tranchemontagne, D., Yaghi, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-organic+frameworks+with+high+capacity+and+selectivity+for+harmful+gases.">Metal-organic frameworks with high capacity and selectivity for harmful gases.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 11623-11627 (2008).</li><li>Peterson, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ammonia+Vapor+Removal+by+Cu(3)(BTC)(2)+and+Its+Characterization+by+MAS.">Ammonia Vapor Removal by Cu(3)(BTC)(2) and Its Characterization by MAS.</a> NMR. J. Phys. Chem. Nanomater. Interfaces. 113 (3), 13906-13917 (2009).</li><li>Gul-E-Noor, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+varying+water+adsorption+on+a+Cu(3)(BTC)(2)+metal-organic+framework+(MOF)+as+studied+by+(1)H+and+(13)C+solid-state+NMR+spectroscopy.">Effects of varying water adsorption on a Cu(3)(BTC)(2) metal-organic framework (MOF) as studied by (1)H and (13)C solid-state NMR spectroscopy.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (3), 7783-7788 (2011).</li><li>DeCoste, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+water+adsorption+on+the+structure+of+the+carboxylate+containing+metal-organic+frameworks+Cu-BTC,+Mg-MOF-74,+and+UiO-66.">The effect of water adsorption on the structure of the carboxylate containing metal-organic frameworks Cu-BTC, Mg-MOF-74, and UiO-66.</a> J. Mater. Chem. , (2013).</li><li>K&#252;sgens, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+metal-organic+frameworks+by+water+adsorption.">Characterization of metal-organic frameworks by water adsorption.</a> Microporous and Mesoporous Mater. 120, 325-330 (2009).</li><li>Cavka, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+Zirconium+Inorganic+Building+Brick+Forming+Metal+Organic+Frameworks+with+Exceptional+Stability.">A New Zirconium Inorganic Building Brick Forming Metal Organic Frameworks with Exceptional Stability.</a> J. Am. Chem. Soc. 130, 13850-13851 (2008).</li><li>DeCoste, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+and+degradation+mechanisms+of+metal-organic+frameworks+containing+the+Zr6O4(OH)4+secary+building+unit.">Stability and degradation mechanisms of metal-organic frameworks containing the Zr6O4(OH)4 secary building unit.</a> J. Mater. Chem. A. 1, 5642-5650 (2013).</li><li>Yang, S. J., Park, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Highly+Moisture-Resistant+Black-Colored+Metal+Organic+Frameworks.">Preparation of Highly Moisture-Resistant Black-Colored Metal Organic Frameworks.</a> Adv. Mater. 24, 4010-4013 (2012).</li><li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Hydrostability+in+Ni-Doped+MOF-5.">Enhanced Hydrostability in Ni-Doped MOF-5.</a> Inorg. Chem. 51, 9200-9207 (2012).</li><li>Jasuja, H., Huang, Y. -. g., Walton, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adjusting+the+Stability+of+Metal+-+Organic+Frameworks+under+Humid+Conditions+by+Ligand+Functionalization.">Adjusting the Stability of Metal - Organic Frameworks under Humid Conditions by Ligand Functionalization.</a> Langmuir. 28, 16874-16880 (2012).</li><li>Jasuja, H., Burtch, N. C., Huang, Y. -. g., Cai, Y., Walton, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+Water+Stability+of+an+Isostructural+Family+of+Zinc-Based+Pillared+Metal+-+Organic+Frameworks.">Kinetic Water Stability of an Isostructural Family of Zinc-Based Pillared Metal - Organic Frameworks.</a> Langmuir. 29, 633-642 (2012).</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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Stability+of+Cu-BTC+MOF+via+Perfluorohexane+Plasma-Enhanced+Chemical+Vapor+Deposition.">Enhanced Stability of Cu-BTC MOF via Perfluorohexane Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition.</a> J. Am. Chem. Soc. 134, 1486-1489 (2012).</li><li>Bradley, R. H., Smith, M. W., Andreu, A., Falco, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+studies+of+novel+hydrophobic+active+carbons.">Surface studies of novel hydrophobic active carbons.</a> Appl. Surf. Sci. 257, 2912-2919 (2011).</li><li>Poire, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+of+active+carbon+by+hydrophobic+plasma+plymers.">Modification of active carbon by hydrophobic plasma plymers.</a> Plasma Deposition of Polymeric Thin Films. 54, 185-196 (1994).</li><li>Hozumi, A., Takai, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+ultra+water-repellent+films+by+microwave+plasma-enhanced+CVD.">Preparation of ultra water-repellent films by microwave plasma-enhanced CVD.</a> Thin Solid Films. 303 (97), 222-225 (1997).</li><li>Dolbier, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide to Fluorine NMR for Organic Chemists. , (2009).</li><li>Maricq, M. M., Waugh, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NMR+IN+ROTATING+SOLIDS.">NMR IN ROTATING SOLIDS.</a> J. Chem. Phys. 70, 3300-3316 (1979).</li><li>Kim, M., Cahill, J. F., Su, Y., Prather, K. A., Cohen, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postsynthetic+ligand+exchange+as+a+route+to+functionalization+of+'inert'+metal-organic+frameworks.">Postsynthetic ligand exchange as a route to functionalization of 'inert' metal-organic frameworks.</a> Chem. Sci. 3, 126-130 (2012).</li><li>d'Agostino, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Advanced Plasma Technology. , (2008).</li><li>DeCoste, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=+The+effect+of+water+adsorption+on+the+structure+of+the+carboxylate+containing+metal-organic+frameworks+Cu-BTC,+Mg-MOF-74,+and+UiO-66."> The effect of water adsorption on the structure of the carboxylate containing metal-organic frameworks Cu-BTC, Mg-MOF-74, and UiO-66.</a> J. Mater. Chem. A. , (2013).</li></ol>

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

تركيب النحاس وBTC، كما هو الحال في معظم موفس، يمكن أن تعتمد بشكل كبير على نسبة المواد الداخلة في التفاعل المستخدمة ودرجة الحرارة ويتم تركيب بها في. متفاوتة وقد تبين أن درجة الحرارة أو المذيبات المستخدمة في التوليف لإنتاج الأشكال التضاريسية مختلفة من هيكل وزارة المالي...

أصبحت الأطر المعدنية العضوية (موفس) فئة الرائدة في مجال مواد مسامية لإزالة الغازات السامة 1-3. موفس لديها قدرة غير مسبوقة لتصميم وظائف لاستهداف التفاعل الكيميائي. مكعب-BTC (المعروف أيضا باسم HKUST-1 أو النحاس 3 (BTC) 2) وقد وجد سابقا أن يكون هناك مرتفعة بشكل استثنائي الأمونيا التحميل، ولكن هذا هو بتكلفة الاستقرار الهيكلي المادة 4. وقد أشارت دراسات أخرى على النحاس وBTC أن الرطوبة نفسها قادرة على المهينة هيكل وزارة المالية، وجعلها غير فعالة للعديد من التطبيقات المحتملة 5،6،21. كان عدم الاستقرار الهيكلي بعض الكربوكسيل تحتوي على موفس في وجود الماء السائل أو الرطوبة العالية رادعا رئيسيا للاستخدام في التطبيقات التجارية أو الصناعية 7. سيكون من الأكثر مثالية لموفس تستخدم لإزالة المواد الكيميائية لتحقيق الاستقرار المتأصلة في وجود الرطوبة. ومع ذلك، فإن العديد MOخ مع الاستقرار متفوقة، مثل عيش-66، لديها قدرات الفقراء إزالة المواد الكيميائية، في حين أن العديد موفس مع مواقع المعادن مفتوحة مثل MOF-74 والنحاس وBTC ديك قدرات متفوقة إزالة الكيميائية 2،4،8،9. مواقع المعادن مفتوحة في MOF-74 والنحاس وBTC تعزيز امتصاص الغازات السامة مثل الأمونيا، ولكن هذه المواقع هي أيضا عرضة للمياه ملزمة، تسميم المواقع المفعلة وفي كثير من الحالات يؤدي إلى انهيار الهيكلية. من أجل الحفاظ على الخصائص الكيميائية للمياه غير مستقر وزارة المالية، وقد بذلت محاولات مختلفة لتعزيز الاستقرار المياه من موفس. وقد تبين MOF-5 أن يكون هناك تحسين في مقاومة الرطوبة على المعالجة الحرارية، من خلال خلق طبقة كربونية حول وزارة المالية، إلا أن زيادة للا مائية هي على حساب مساحة السطح وظائف في نهاية المطاف 10. وقد تبين أيضا MOF-5 لديك زيادة hydrostability من خلال المنشطات مع ني 2 + أيونات 11. علاوة على ذلك، 1،4-diazabicyclo [2.2.2] اوكتان تحتوي علىوقد استخدمت موفس جي (المعروف أيضا باسم DMOFs) لإظهار ضبط الاستقرار المياه من خلال دمج المجموعات المختلفة على قلادة dicarboxylate رابط 1،4-البنزين 12،13. عدم وجود hydrostability بعض من موفس، وتحديدا تلك التي مع ارتفاع امتصاص الغازات السامة، مما أدى إلى استخدام البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية (PECVD) من perfluoroalkanes لإنشاء مجموعات المفلورة على أسطح وزارة المالية لزيادة للا مائية لها 14. هذا الأسلوب يوفر فائدة الفريدة التي يمكن استخدامها لتغيير أي MOF التي تحتوي على الهيدروجين العطرية، فضلا عن المجموعات الوظيفية المحتملة الأخرى على الأسطح الداخلية للموفس. ومع ذلك، يمكن للتقنية أن يكون من الصعب السيطرة عليها بسبب تشكيل الجذور شديدة التفاعل في البلازما. الجذور تتفاعل ليس فقط مع ذرات الهيدروجين العطرية، ولكن أيضا مع CF خ مجموعات ردت بالفعل على أسطح وزارة المالية. تحكم دقيق لإجراء ضروري لضمان BLO المسامckage لا يحدث، مما يجعل وزارة المالية غير فعالة. وقد استخدمت هذه التقنية من قبل الآخرين لتغيير خصائص ترطيب للمواد الكربون، ولكن على حد علمنا انه لم يسبق استخدامها لتعزيز hydrostability المواد الصغيرة التي يسهل اختراقها 15،16.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Material/ Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper (II) Nitrate Trihydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>61194</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimesic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>482749</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>130147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Formamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>319937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>187332</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexafluoroethane</td>
			<td>Synquest Labs</td>
			<td>1100-2-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Femto-Plasma System</td>
			<td>Diener Electronic</td>
			<td>Basic unit type B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Generator</td>
			<td>Diener Electronic</td>
			<td>Type D</td>
			<td>0-100 W at 13.56 MHz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary Vane Pump for Plasma System</td>
			<td>Leybold</td>
			<td>D16BCS PFPE</td>
			<td>Appropriate for corrosive gases</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powder Treatment Device</td>
			<td>Diener Electronic</td>
			<td>Option 5.9</td>
			<td>Glass bottle and rotating devise within plasma system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Environmental Chamber</td>
			<td>Associated Environmental Systems</td>
			<td>HD-205</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Chromatograph</td>
			<td>Hewlet Packard</td>
			<td>HP5890 Series II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoionization Detector</td>
			<td>O-I Analytical</td>
			<td>4430/5890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoionization Detector Lamp</td>
			<td>Excilitis</td>
			<td>FK-794U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>NESLAB</td>
			<td>RTE-111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fritted glass tubes</td>
			<td>CDA Analytical</td>
			<td>MX062101</td>
			<td>Dynatherm sampling tubes</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of hydrophobic metal-organic frameworks via plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes for the removal of ammonia

منذ فترة طويلة ودرس البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية (PECVD) من perfluoroalkanes لضبط خصائص ترطيب الأسطح. للمواد الصغيرة التي يسهل اختراقها مساحة السطح العالية، مثل الأطر المعدنية العضوية (موفس)، تحديات فريدة من نوعها تقدم نفسها للعلاجات PECVD. هنا يتم تقديم بروتوكول لتطوير وزارة المالية التي كانت غير مستقرة في السابق لظروف الرطبة. يصف بروتوكول تركيب النحاس وBTC (المعروف أيضا باسم HKUST-1)، ومعاملة النحاس وBTC مع PECVD من perfluoroalkanes، شيخوخة المواد تحت الظروف الرطبة، والتجارب اللاحقة الأمونيا microbreakthrough على كميات مليغرام من المواد الصغيرة التي يسهل اختراقها. مكعب-BTC تبلغ مساحتها السطحية عالية جدا (~ 1،800 م 2 / ز) بالمقارنة مع معظم المواد أو الأسطح التي تم التعامل من قبل وسائل PECVD. المعلمات مثل ضغط الغرفة ووقت العلاج هي في غاية الأهمية لضمان تخترق البلازما perfluoroalkane لوالردق مع الأسطح الداخلية وزارة المالية. وعلاوة على ذلك، وبروتوكول للتجارب microbreakthrough الأمونيا المنصوص عليها هنا يمكن أن تستخدم لمجموعة متنوعة من الغازات اختبار والمواد الصغيرة التي يسهل اختراقها.

<html> ضمن نتائج ممثل المؤلفين اختار لعرض خصائص عينة 0.50 غرام من النحاس وBTC تعامل مع hexafluoroethane (C 2 F 6) لمدة 4 ساعة عند ضغط 0.30 م بار، وقوة البلازما من 50 دبليو موفس تعامل مع البلازما perfluoroalkane تحت الظروف الملائمة يجب عرض تعزيز للا مائية. هذا يمكن البرهنة عن طريق وضع مس?...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia at JoVE.com

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

هنا يتم وصف إجراءات البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية من perfluoroalkanes على المواد الصغيرة التي يسهل اختراقها مثل الأطر المعدنية العضوية لتعزيز الاستقرار وللا مائية. وعلاوة على ذلك، وصفت اختبار اختراق كميات مليغرام من العينات في التفاصيل.

إعداد أطر مسعور المعدنية العضوية عبر البلازما المحسن ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes لإزالة الأمونيا

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

preparation-hydrophobic-metal-organic-frameworks-via-plasma-enhanced

Research

JoVE Journal

Chemistry

15.4K Views.  Science Applications International Corporation (SAIC).  هنا يتم وصف إجراءات البلازما تعزيز ترسيب الأبخرة الكيميائية من perfluoroalkanes على المواد الصغيرة التي يسهل اختراقها مثل الأطر المعدنية العضوية لتعزيز الاستقرار وللا مائية. وعلاوة على ذلك، وصفت اختبار اختراق كميات مليغرام من العينات في التفاصي...

Video: Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

أطر توليف وتوصيف بين functionalized المعدنية العضوية

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Chemical Vapor Deposition of an Organic Magnet, Vanadium Tetracyanoethylene

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in traditional materials, including low cost and mechanical flexibility. In a similar vein, it would be advantageous to expand the use of organics into high frequency electronics and spin-based electronics. This work presents a synthetic process for the growth of thin films of the room temperature organic ferrimagnet, vanadium tetracyanoethylene (V[TCNE]x, x~2) by low temperature chemical vapor deposition (CVD). The thin film is grown at &#60;60 &#176;C, and can accommodate a wide variety of substrates including, but not limited to, silicon, glass, Teflon and flexible substrates. The conformal deposition is conducive to pre-patterned and three-dimensional structures as well. Additionally this technique can yield films with thicknesses ranging from 30 nm to several microns. Recent progress in optimization of film growth creates a film whose qualities, such as higher Curie temperature (600 K), improved magnetic homogeneity, and narrow ferromagnetic resonance line-width (1.5 G) show promise for a variety of applications in spintronics and microwave electronics.

We present the synthesis of the organic-based ferrimagnet vanadium tetracyanoethylene (V[TCNE]x, x~2) via low temperature chemical vapor deposition (CVD). This optimized recipe yields an increase in Curie temperature from 400 K to over 600 K and a dramatic improvement in magnetic resonance properties.

ترسيب الأبخرة الكيميائية لمغناطيس العضوي، والفاناديوم تيتراسيانويثيلين

Recent progress in the field of organic materials has yielded devices such as organic light emitting diodes (OLEDs) which have advantages not found in ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and conformality by taking advantage of self-limiting reactions between vapor-phase precursors and the growing film. Perovskite oxides present potential for next-generation electronic materials, but to-date have mostly been deposited by physical methods. This work outlines a method for depositing SrTiO3 (STO) on germanium using ALD. Germanium has higher carrier mobilities than silicon and therefore offers an alternative semiconductor material with faster device operation. This method takes advantage of the instability of germanium's native oxide by using thermal deoxidation to clean and reconstruct the Ge (001) surface to the 2&#215;1 structure. 2-nm thick, amorphous STO is then deposited by ALD. The STO film is annealed under ultra-high vacuum and crystallizes on the reconstructed Ge surface. Reflection high-energy electron diffraction (RHEED) is used during this annealing step to monitor the STO crystallization. The thin, crystalline layer of STO acts as a template for subsequent growth of STO that is crystalline as-grown, as confirmed by RHEED. In situ X-ray photoelectron spectroscopy is used to verify film stoichiometry before and after the annealing step, as well as after subsequent STO growth. This procedure provides framework for additional perovskite oxides to be deposited on semiconductors via chemical methods in addition to the integration of more sophisticated heterostructures already achievable by physical methods.

This work details the procedures for the growth and characterization of crystalline SrTiO3 directly on germanium substrates by atomic layer deposition. The procedure illustrates the ability of an all-chemical growth method to integrate oxides monolithically onto semiconductors for metal-oxide semiconductor devices.

الفوقي نمو Perovskite سترونتيوم تيتانات على الجرمانيوم عن طريق ترسب طبقة الذري

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, their high cost production and/or incompatibility with microfabrication technologies, due to the use of pre-deposited catalyst-seeds and/or high processing temperatures exceeding 900 &#176;C, represent a drawback for a widespread use of these methods. Here, however, we report the synthesis of ZnO rods via a non-catalyzed vapor-solid mechanism enabled by using an aerosol-assisted chemical vapor deposition (CVD) method at 400 &#176;C with zinc chloride (ZnCl2) as the precursor and ethanol as the carrier solvent. This method provides both single-step formation of ZnO rods and the possibility of their direct integration with various substrate types, including silicon, silicon-based micromachined platforms, quartz, or high heat resistant polymers. This potentially facilitates the use of this method at a large-scale, due to its compatibility with state-of-the-art microfabrication processes for device manufacture. This report also describes the properties of these structures (e.g., morphology, crystalline phase, optical band gap, chemical composition, electrical resistance) and validates its gas sensing functionality towards carbon monoxide.

Columnar zinc oxide structures in the form of rods are synthesized via aerosol-assisted chemical vapor deposition without the use of pre-deposited catalyst-seed particles. This method is scalable and compatible with various substrates based on either silicon, quartz or polymers.

الهباء الجوي-ساعد ترسب البخار الكيميائي للهياكل المعدنية المؤكسدة: قضبان أكسيد الزنك

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. However, the main issue limiting their applicability is their poor stability in humid conditions. The common methods to overcome this problem involve the formation of strong metal-linker bonds by using highly charged metals, which is limited to a number of structures, the introduction of alkylic groups to the framework by post-synthetic modification (PSM) or chemical vapour deposition (CVD) to enhance overall hydrophobicity of the framework. These last two usually provoke a drastic reduction of the porosity of the material. These strategies do not permit to exploit the properties of the MOF already available and it is imperative to find new methods to enhance the stability of MOFs in water while keeping their properties intact. Herein, we report a novel method to enhance the water stability of MOF crystals featuring Cu2(O2C)4&#160;paddle-wheel units, such as HKUST (where HKUST stands for Hong Kong University of Science &#38; Technology), with the catechols functionalized with alkyl and fluoro-alkyl chains. By taking advantage of the unsaturated metal sites and the catalytic catecholase-like activity of CuII ions, we are able to create robust hydrophobic coatings through the oxidation and subsequent polymerization of the catechol units on the surface of the crystals under anaerobic and water-free conditions without disrupting the underlying structure of the framework. This approach not only affords the material with improved water stability but also provides control over the function of the protective coating, which enables the development of functional coatings for the adsorption and separations of volatile organic compounds. We are confident that this approach could also be extended to other unstable MOFs featuring open metal sites.

Robust functional catechol coatings were produced in one step by direct reaction of the material known as HKUST with synthetic catechols under anaerobic conditions. The formation of homogeneous coatings surrounding the entire crystal is ascribed to the biomimetic catalytic activity of Cu(II) dimers on the external surface of the crystals.

الروغان السطحية من الأطر المعدنية العضوية لمقاومة الرطوبة محسنة

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

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks (MOFs)

Substrate size discrimination by the pore size and homogeneity of the chiral environment at the reaction sites are important issues in the validation of the reaction site in metal-organic framework (MOF)&#8211;based catalysts in an enantioselective catalytic reaction system. Therefore, a method of validating the reaction site of MOF-based catalysts is necessary to investigate this issue. Substrate size discrimination by pore size was accomplished by comparing the substrate size versus the reaction rate in two different types of carbonyl-ene reactions with two kinds of MOFs. The MOF catalysts were used to compare the performance of the two reaction types (Zn-mediated stoichiometric and Ti-catalyzed carbonyl-ene reactions) in two different media. Using the proposed method, it was observed that the entire MOF crystal participated in the reaction, and the interior of the crystal pore played an important role in exerting chiral control when the reaction was stoichiometric. Homogeneity of the chiral environment of MOF catalysts was established by the size control method for a particle used in the Zn-mediated stoichiometric reaction system. The protocol proposed for the catalytic reaction revealed that the reaction mainly occurred on the catalyst surface regardless of the substrate size, which reveals the actual reaction sites in MOF-based heterogeneous catalysts. This method for reaction site validation of MOF catalysts suggests various considerations for developing heterogeneous enantioselective MOF catalysts.

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs

Here, we present a protocol for active site validation of metal-organic framework catalysts by comparing stoichiometric and catalytic carbonyl-ene reactions to find out whether a reaction takes place on the inner or outer surface of metal-organic frameworks.

تطوير المواد الحفازه غير المتجانسة الاختيارية التي تستخدم الأطر المعدنية العضوية (MOFs)

Substrate size discrimination by the pore size and homogeneity of the chiral environment at the reaction sites are important issues in the validation of ...

Synthesis of Single-Crystalline Core-Shell Metal-Organic Frameworks

Because of their designability and unprecedented synergistic effects, core-shell metal-organic frameworks (MOFs) have been actively examined recently. However, the synthesis of single-crystalline core-shell MOFs is very challenging, and thus a limited number of examples have been reported. Here, we suggest a method of synthesizing single-crystalline HKUST-1@MOF-5 core-shells, which is HKUST-1 at the center of MOF-5. Through the computational algorithm, this pair of MOFs was predicted to have the matched lattice parameters and chemical connection points at the interface. To construct the core-shell structure, we prepared the octahedral- and cubic-shaped HKUST-1 crystals as a core MOF, in which the (111) and (001) facets were mainly exposed, respectively. Via the sequential reaction, the MOF-5 shell was well-grown on the exposed surface, showing a seamless connect interface, which resulted in the successful synthesis of single-crystalline HKUST-1@MOF-5. Their pure phase formation was proved by optical microscopic images and powder X-ray diffraction (PXRD) patterns. This method presents the potential of and insights into the single-crystalline core-shell synthesis with different kinds of MOFs.

Here, we demonstrate a protocol for the two-step synthesis of single-crystalline core-shells using a non-isostructural metal-organic framework (MOF) pair, HKUST-1 and MOF-5, which have well-matched crystal lattices.

توليف الأطر المعدنية العضوية أحادية البلورية

Because of their designability and unprecedented synergistic effects, core-shell metal-organic frameworks (MOFs) have been actively examined recently. ...

A Technical Guide for Performing Spectroscopic Measurements on Metal-Organic Frameworks

Metal-organic frameworks (MOFs) offer a unique platform to understand light-driven processes in solid-state materials, given their high structural tunability. However, the progression of MOF-based photochemistry has been hindered by the difficulty in spectrally characterizing these materials. Given that MOFs are typically larger than 100 nm in size, they are prone to excessive light scatter, thereby rendering data from valuable analytical tools like transient absorption and emission spectroscopy nearly uninterpretable. To gain meaningful insights of MOF-based photo-chemical and physical processes, special consideration must be taken toward properly preparing MOFs for spectroscopic measurements, as well as the experimental setups that garner higher quality data. With these considerations in mind, the present guide provides a general approach and set of guidelines for the spectroscopic investigation of MOFs. The guide addresses the following key topics: (1) sample preparation methods, (2) spectroscopic techniques/measurements with MOFs, (3) experimental setups, (3) control experiments, and (4) post-run stability characterization. With appropriate sample preparation and experimental approaches, pioneering advancements toward the fundamental understanding of light-MOF interactions are significantly more attainable.

Here, we use a polymer stabilizer to prepare metal-organic framework (MOF) suspensions that exhibit markedly decreased scatter in their ground-state and transient absorption spectra. With these MOF suspensions, the protocol provides various guidelines to characterize the MOFs spectroscopically to yield interpretable data.

دليل تقني لإجراء القياسات الطيفية على الأطر المعدنية العضوية

Metal-organic frameworks (MOFs) offer a unique platform to understand light-driven processes in solid-state materials, given their high structural ...

تخليق الأطر العضوية العضوية منخفضة التكافؤ من وصلات الفوسفين متعددة المواضيع

Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers

Metal-organic frameworks (MOFs) are the subject of intense research focus due to their potential applications in gas storage and separation, biomedicine, energy, and catalysis. Recently, low-valent MOFs (LVMOFs) have been explored for their potential use as heterogeneous catalysts, and multitopic phosphine linkers have been shown to be a useful building block for the formation of LVMOFs. However, the synthesis of LVMOFs using phosphine linkers requires conditions that are distinct from those in the majority of the MOF synthetic literature, including the exclusion of air and water and the use of unconventional modulators and solvents, making it somewhat more challenging to access these materials. This work serves as a general tutorial for the synthesis of LVMOFs with phosphine linkers, including information on the following: 1) the judicious choice of the metal precursor, modulator, and solvent; 2) the experimental procedures, air-free techniques, and required equipment; 3) the proper storage and handling of the resultant LVMOFs; and 4) useful characterization methods for these materials. The intention of this report is to lower the barrier to this new subfield of MOF research and facilitate advancements toward novel catalytic materials.

تسليط الضوء على المؤلف: مناهج تجريبية لتوليف الأطر المعدنية العضوية منخفضة التكافؤ من روابط الفوسفين متعددة الموضوعات  

Here, we describe a protocol for the synthesis of low-valent metal-organic frameworks (LVMOFs) from low-valent metals and multitopic phosphine linkers under air-free conditions. The resulting materials have potential applications as heterogeneous catalyst mimics of low-valent metal-based homogeneous catalysts.

مناهج تجريبية لتخليق الأطر المعدنية العضوية منخفضة التكافؤ من روابط الفوسفين متعددة الموضوعات

Metal-organic frameworks (MOFs) are the subject of intense research focus due to their potential applications in gas storage and separation, biomedicine, ...