توليف الأطر المعدنية العضوية أحادية البلورية

يقترح بروتوكولنا إمكانية تجميع مختلف الأطر الفلزية العضوية ذات الغلاف الشبكي المتطابقة ، ويمكن تمديدها إلى أزواج متعددة. يمكن دمج زوج MOF غير متساوي البنية في MOFs أحادية البلورية ذات الغلاف الأساسي مع واجهة سلسة بواسطة تفاعل حراري محلول. باستخدام الأطر الفلزية العضوية مع مواد مختلفة مؤيدة للبيئة ، يمكن تصميم وتصنيع مواد الغلاف الأساسية لفصل الغاز بكفاءة أو التطبيق الحفاز.

للبدء ، أضف 4.72 جراما من نيترات النحاس هيمي خماسي الهيدرات إلى دورق إرلنماير سعة 100 ملليلتر وأذوب في 60 ملليلترا من الماء منزوع الأيونات وخليط DMF. قم بتدوير القارورة يدويا. ضع ستة ملليلتر من هذا المحلول في قنينة سعة 20 ملليلتر.

بعد ذلك ، أضف 1.76 جرام من حمض 1 و 3 و 5-benzenetricarboxylic و 22 ملليلتر من الإيثانول إلى دورق Erlenmeyer سعة 50 ملليلتر ، وحرك المحلول عند 90 درجة مئوية على طبق ساخن ساخن حتى يذوب. أضف 2.2 ملليلتر من هذا المحلول إلى القارورة التي تحتوي على المحلول الذي تم إعداده مسبقا وأضف على الفور 12 ملليلتر من حمض الأسيتيك. أغلق غطاء القارورة وضعه في فرن حراري ساخن إلى 55 درجة مئوية لمدة 60 ساعة.

صب الخمور الأم. اغسل البلورات بإضافة الإيثانول الطازج أولا إلى القارورة باستخدام قطارة ، ثم إزالتها. اغسل البلورات مرتين أخريين.

لتخليق القشرة الأساسية ، قم بتخزين البلورات المكعبة من HKUST-1 في قنينة سعة 20 ملليلتر مليئة بالمذيب N أو N-Diethylformamide أو DEF. أضف 0.760 جرام من سداسي هيدرات نترات الزنك و 10 ملليلتر من DEF في قارورة سعة 20 ملليلتر وقم بحلها باستخدام صوتيكاتور. وبالمثل ، قم بإذابة 0.132 جرام من حمض التريفثاليك في 10 ملليلتر من DEF في قنينة سعة 20 ملليلتر.

امزج الحجم الكلي لكلا الحلين في وعاء زجاجي سعة 35 ملليلتر. قم بوزن بلورات HKUST-1 المفلترة بسرعة وضعها في وعاء زجاجي يحتوي على المحلول المختلط. أغلق الجرة بإحكام بغطاء من السيليكون.

بعد نشر بلورات HKUST-1 جيدا في قاع الجرة الزجاجية ، ضع البرطمان في فرن حراري وقم بتسخينه عند 85 درجة مئوية لمدة 36 ساعة. صب الخمور الأم وغسل البلورات الناتجة عن طريق إضافة DEF طازجة أولا إلى الجرة ، ثم إزالة DEF. اغسل البلورات مرتين أخريين.

بالنسبة لتبادل المذيبات ، تخلص من مذيب التخزين و DEF من القارورة التي تحتوي على HKUST-1@MOF-5 ، وأضف ثنائي كلورو الميثان إلى القارورة. رجه يدويا للتبادل الفعال وقم بتغيير مذيب ثنائي كلورو الميثان ثلاث إلى أربع مرات كل أربع ساعات. يتم عرض نماذج البنية الحسابية لنظام HKUST-1@MOF-5 عند المستوى 001 و 111 هنا.

يتم عرض صور المجهر الضوئي ل HKUST-1 على شكل مكعب ، HKUST-1 على شكل ثماني السطوح ، والغلاف الأساسي HKUST-1@MOF-5 المكعب والثماني السطوح في هذا الشكل. تقع بلورة HKUST-1 في وسط بلورة MOF-5 عديمة اللون ، مع واجهة سلسة لتوفير هيكل غلاف أساسي. يتم عرض صور HKUST-1@MOF-5 في ثنائي إيثيل فورماميد وثنائي كلورو الميثان والصور البصرية المقابلة لقشرة النوى MOF باستخدام HKUST-1 مكعب وثماني السطوح هنا.

تمثل الصور أنماط PXRD ل HKUST-1 و HKUST-1@MOF-5 مع HKUST-1 مكعب وثماني السطوح ، وأنماط محاكاة HKUST-1 و MOF-5. أثبتت قياسات PXRD هذه نقاء طور بلورة الغلاف الأساسي. وضع الجرة الزجاجية في الفرن الحراري حيث يكون التعبير عن MOF الأساسي مهما لتجميع MOF ذو القشرة الأساسية المفردة.

يمكن تصنيع PCN-68@MOF-5 و UiO-66@MIL-88B وغيرها باتباع هذا الإجراء ، مما يعني أنه قابل للتوسيع إلى أزواج القشرة الأساسية الأخرى. يمكن أن توفر هذه التقنية مسارا منهجيا لتصميم وتوليف الأطر العضوية ذات الغلاف الأساسي لتحسين الأداء في تطبيق معين.