通常,测量光如何与金属有机框架(MOF)相互作用,很难实现其高度散射的性质。该协议是制备可测量样品的简单有效的指南,用于高度有洞察力的光谱技术。该过程松散地基于先前使用聚合物稳定的胶体半导体的系统。
因此,它可以应用于需要材料悬浮的各种系统。该过程的最大问题是需要将其调整为 MOF 类型。最好的方法是系统地筛选此过程的 MIF 变量。
首先在合适的溶剂中制备含有双氨基封端聚乙二醇或胺化PEG的游离碱PCN 222悬浮液。使用尖端超声仪,以 20% 至 30% 的振幅对悬浮液进行两到五分钟的超声处理,间隔 2 秒,关闭间隔 2 秒。确保超声处理后悬浮液的适当分散和均匀性。
将悬浮液吸入新鲜的10毫升塑料注射器中。取下注射器针头,用 200 纳米聚四氟乙烯或 PTFE 网状注射器过滤器替换它。将金属有机框架或MOF悬浮液通过注射器过滤器进入新的干净小瓶中。
为了减小光束光斑尺寸,击中两毫米比色皿,设置一个伽利略望远镜,首先用凹透镜或CCL透镜,然后用凸透镜或CVL透镜击中激光。确保两个镜头之间的距离大约是镜头两个焦距之间的差异。打开激光和探头百叶窗,将第一个样品安装门 SM 一个更换为第二个样品安装门 SM 两个。
并将一张便条卡放入SM两个夹紧支架中,使其方向完全面向探头光束。然后,设置一系列三个迷你镜,分别命名为MM 1,Two,III。通过将 P 三运动学支架上的旋转旋钮大约调整到 MM one 的中心来引导入射的激光束。
为了尽量减少激光束从镜子到镜子的扩展,将MM 2放在MM 1的前面,以降低两个镜子之间的反射角度。当光束大约击中MM 1的中心时,旋转MM 1,使反射的激光束击中中心MM 2。同样,当光束击中MM 2的中心时,旋转它,使反射的激光束击中MM 3的中心。
当光束大约击中MM 3的中心时,旋转MM 3以使反射的激光束击中与探头光束相同的位置的对准记录卡。使用镜子上的垂直和水平旋钮,微调每个镜子和记事卡上的激光束位置,确保光束在整个路径中几乎没有削波。如前所述,使用带有 14 x 20 内接头或 SC 两个和 14 x 20 橡胶隔膜的 2 毫米比色皿重复光束对准。
将样品插入夹紧样品支架或SM两个,完全面向探头光束路径。接下来,使用镜子上的垂直和水平旋钮微调每个镜子和SM两个上的激光束位置。使用薄型搅拌器,适度搅拌样品并进行瞬时吸收或TA测量。
为了对准泵和探头束以进行超快速瞬态吸收或超快速TA测量,首先,在不吹扫的情况下制备发色团溶液。打开超快激光泵浦源和光谱仪。打开光参量放大器软件并将其设置为所需的激发波长。
打开超快速 TA 光谱仪软件并选择探头窗口。将标准比色皿与探针束对齐放入样品架中。如有必要,使用中性密度或 ND 滤光片转轮调整泵浦源功率,以查看泵浦光束。
将一张白色记事卡放在面向泵和探头梁的比色皿侧。使用运动安装座上的旋转旋钮调整记事卡上的泵点,使其垂直与探头光束处于同一高度,水平方向与探头光束在一两毫米以内。在没有记事卡的情况下,微调泵浦光束的位置以获得最高的TA光谱信号。
在泵浦和探头光束对齐的情况下,将样品池支架更换为在激光束焦点处具有200万至25微米孔的安装针孔轮。确保针孔轮靠近(如果不是完全)垂直于激光束的路径。设置针孔轮,使激光束通过 2000 微米针孔。
然后,在针孔轮的另一侧设置一个连接到功率计的探测器,以便整个激光束击中探测器。将轮子旋转到较小的尺寸,测量每种尺寸的功率以确定光束光斑尺寸。要进行线性功率响应检查,一旦泵浦和探头光束对齐并在样品架中搅拌MOF样品,使用连接到泵浦光束路径中检测器的功率计测量并记录平均泵浦功率。
从光束路径上拆下检测器。在实时取景 TA 模式下,在大约两到三皮秒的啁啾响应之后,立即记录 MOF 样本在 TA 频谱中不同点的增量 OD 信号。在数据分析软件中将记录的数据点绘制为增量OD与入射功率的关系。
如果存在线性功率响应,则生成的曲线形成一条直线,其中 Y 截距为零。如果如预期的那样存在非线性功率响应,通常会观察到与线性曲线的显着偏差。当将游离碱PCN 222的电子吸收光谱与胺化PEG进行比较时,没有胺基PEG和滤波的PCN 222光谱显示出更宽的电子跃迁和相当大的基线散射。
在不使用胺化钉子的情况下,游离碱PCN 222的激发和发射光谱与DMF中的接头H2TCPP对齐得很好。发射寿命的差异归因于蛋白质化和蛋白质化H2TCPP接头的能量转移猝灭。在415 nm的分序带激发后,没有纳米PEG的游离碱PCN 222的TA光谱显示出明显的散射,导致TA光谱随着波长的减小而变得越来越负。
这与溶液中H2TCPP的光谱形成了鲜明的对比。H2TCPP和不含胺化PEG的游离碱PCN 222的动力学也明显不同。然而,含有胺化PEG的游离碱PCN 222的光谱及其寿命与H2TCPP TA光谱的一致性要好得多。
含有胺化PEG的游离碱PCN 222的超快TA光谱与溶液中的接头相似,在约420纳米处显示出基态漂白剂,并且在漂白剂的两侧显示出激发态吸收。所有这些观察都表明,观察到的信号来自MOF,而不是由于散射。测量溶剂化MOF接头的光谱和动力学对于了解探测MOF本身的光谱和动力学时会发生什么至关重要。
这种技术使研究人员能够真正专注于了解样品在暴露在光线下的行为,而不是找出为测量样品做好充分准备的方法。