R.E.M. thanks the Royal Society and the E.P.S.R.C. (Grants EP/L014475/1, EP/K025112/1 and EP/K005499/1) for funding work in this area. J.C&#780;. acknowledges the Czech Science Foundation for the project of the Centre of Excellence (P106/12/G015) and the European Union Seventh Framework Programme (FP7/ 2007-&#173;-2013) under grant agreement n&#176;604307. The authors would like to thank P. Chlubn&#225;-Eli&#225;&#353;ov&#225;, W.J. Roth and P. Nachtigall for enlightening discussions.

注意：関連するすべての物質安全データシート（MSDS）を参照し、使用する前に、すべての手順のリスクアセスメントを実施してください。この合成法で使用される化学物質のいくつかは、急性毒性及び発がん性があります。工学的制御（ヒュームフード）と個人用保護具（安全メガネ、白衣と、適切な化学薬品耐性の手袋）を含むこれらの手続きの期間中にすべての適切な安全手順を使用してください。 UTLの合成のための構造規定剤の調製<ol><li>蒸留水140ミリリットル中に、水酸化ナトリウム5.68gのを溶かします。溶液および撹拌に1,4-ジブロモブタンの30.66グラムを追加します。 </li><li>還流（110℃の油浴）に溶液を加熱します。 </li><li>滴下追加（〜毎秒1滴）（2R、6S）-2,6-ジメチルピペリジン、さらに12時間還流し続けるの16.07グラム。 </li><li>氷浴中で室温まで冷却した後、寒さ。 </li><li>ナトリウムの50グラムを溶かし蒸留水75mlの中の水酸化物は、40重量％溶液を調製しました。氷上で冷却します。氷の追加70mlを上記冷却した溶液に40重量％水酸化ナトリウム溶液を冷却しました。 </li><li>白色の沈殿物を濾過し、最小限のクロロホルムに溶解します。 </li><li>クロロホルム（3 200ミリリットルの部分）との水性残留物を抽出します。クロロホルム部分を合わせ、無水硫酸ナトリウムの〜20グラムを使用して乾燥させます。 </li><li>ろ紙を用いて濾過することにより硫酸ナトリウムを削除し、クロロホルム（50ml）で洗浄します。 </li><li>部分的に白色沈殿物が形成し始めるまで、ロータリーエバポレーターを用いてクロロホルムを蒸発させます。回転蒸発器から取り出して、さらなる沈殿が見えなくなるまでジエチルエーテルを追加します。 </li><li>漏斗内の濾紙を用いて濾過することにより白色沈殿物を回収し、ジエチルエーテル（50ml）で洗浄します。 </li><li> 60°COで白色沈殿物を乾燥/ Nは、塩（6R、10S）-6,10-ジメチル-5- azoniaspiro [4,5]デカンブロマイドを得ました。 </li><li>の25.0グラムを溶かし（6R、10S）-6,10-ジメチル-5- azoniaspiro蒸留水50ml中に[4,5]デカンブロマイド。 </li><li>水酸化物イオン交換樹脂を用いて水酸化物アニオンのための臭化物アニオンを交換します。 <ol><li>臭化物塩溶液に水酸化物イオン交換樹脂25.0グラム加え、12時間撹拌します。 </li><li>ろ紙を用いて溶液を濾過し、12時間攪拌しながら水酸化イオン交換樹脂25.0 gのろ液を再度露出します。ハロゲンのための硝酸銀試験が陰性の結果を返すまで水酸化物イオン交換樹脂への露出を繰り返します。 注：硝酸銀テストでは、臭化物イオンのために非常に敏感なテストです。 <ol><li> mlの硝酸（1.0 M）を希釈し2で生成物溶液の0.25ミリリットルを酸性化。生成物溶液に硝酸銀溶液（0.05 M）の2-3滴を追加します。沈殿物が形成その後、水酸化物イオン交換樹脂への露出を繰り返し、沈殿物が見られなくなるまで再テストします。 </li></ol></li></ol></li><li> hydroxidの濃度を確認指示薬としてフェノールフタレイン溶液を用いて、（0.1 Nと同等です）、0.1Mの塩酸で滴定することにより電子。フェノールフタレイン指示薬がちょうど色が変化するまで、ビュレットを使用して、ゆっくりと生成物溶液の既知容量の小さい部分に0.1 M塩酸の少量のアリコートを追加する（ すなわち、エンドポイントに到達します）。追加された塩酸のモル数の合計は、最初の溶液中の水酸化物のモル数に等しいです。 </li><li>水酸化0.625 Mの濃度を与えるように蒸留水で溶液を希釈します。 </li></ol>親のGe-UTLゼオライトの調製<ol><li>構造指向剤（6R、10S）の溶液15mlに二酸化ゲルマニウム1.08gの-6,10ジメチル-5- azoniaspiro [4,5]デカン水酸化物（0.625 Mの濃度）を溶解します。 </li><li>上記溶液に、ヒュームド二酸化ケイ素の少量ずつ1.246グラム加え、均一な溶液が形成されるまでさらに30分間撹拌しました。 注：0.4のGeO 2：0.4 ROH：得られたゲルは、0.8のSiO 2のモル組成を有し、ROHは、構造規定剤である30 H 2 O、。 </li><li>ポリテトラフルオロエチレンで内張りオートクレーブ（30ミリリットル容量）にゲルを転送します。その後、10日間175℃にオーブンや熱に置きます。 </li><li> 10日後、オーブンからオートクレーブを取り出し、室温まで自然冷却させます。濾過により白色のゼオライト生成物を回収。大量の水（〜200ml）で洗浄します。 70℃のCO / Nでゼオライトを乾燥させます。 </li><li> 1、2℃の速度で室温に冷却される前に、6時間550℃で保持- 1℃分の速度で550℃までゼオライトを加熱することにより、ゼオライトの細孔の構造指向剤を除去1 -分。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して構造を確認するために、粉末X線回折スペクトルを取得します。 注：粉末X線回折パターンが、その弾力性と一致する必要があります図2のUTL用のn。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して多孔性を確認するために、N 2吸着等温線を取得します。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して、エネルギー分散型X線分光法を用いて元素分析を取得します。 </li><li>材料の加水分解を防ぐために、乾燥した不活性雰囲気中で焼成したゼオライトを保管してください。 </li></ol> Ge-UTLの3加水分解は、IPC-1Pを形成するために、 <ol><li> 0.1 M塩酸溶液の160ミリリットルに焼成ゼオライトの1.0グラムを追加します。 </li><li> RTに冷却し18時間、95℃で、この混合物を加熱し、濾紙を用いて濾過することにより固体を回収します。 70℃のCO / Nで大量の水（〜300ml）で洗浄し、乾燥しました。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用してIPC-1Pの構造を確認するために、粉末X線回折スペクトルを取得します。 注：粉末X線回折パターンは、 図2のIPC-1Pに与えられていることと一致するべき乾燥品が指定されます。IPC-1P、さらなる使用のために格納されます。 </li></ol> IPC-4ゼオライトの4準備<ol><li> 1℃分の加熱速度で575℃までセラミック坩堝と熱でIPC-1Pを0.5g配置- 1、2°C minの速度で室温に冷却される前に、6時間575℃で保持します- 1。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して構造を確認するために、粉末X線回折スペクトルを取得します。 注：粉末X線回折パターンを図2にIPC-4に与えられていることと一致する必要があります。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して多孔性を確認するために、N 2吸着等温線を取得します。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して、エネルギー分散型X線分光法を用いて元素分析を取得します。これは、Ge、構造体にどれだけ残っているかについての情報を提供します。 </li></ol> IPC-2ゼオライトの5準備<ol><li> 1.0 M硝酸10mlにIPC-1Pの0.5グラムを追加します。酸性溶液。 </li><li>溶液に、ジエトキシジメチルシランの0.1グラム（DEDMS）を追加します。 </li><li> 18時間175℃のオーブンでポリテトラフルオロエチレンで内張りオートクレーブおよび熱に対するソリューションを転送します。 </li><li>オーブンからオートクレーブを取り出して、室温まで自然冷却させます。 </li><li> 70℃のCO / Nで豊富な水の量（〜100ミリリットル）および乾燥で洗浄し、濾過により白色の生成物を回収。 </li><li>構造を確認するために、粉末X線回折スペクトルを取得します。粉末X線回折パターンを図2にIPC-2Pのために与えられたことを一致している必要があります。 </li><li> 1℃分の加熱速度で575℃までセラミック坩堝と熱で製品を置き- 1、2℃分の速度で室温まで冷却される前に6時間575℃で保持- 1。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して構造を確認するために、粉末X線回折スペクトルを取得します。 注：回折パターンが一致している必要がありますトン図2に、IPC-2のために与えられた帽子。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して多孔性を確認するために、N 2吸着等温線を取得します。 </li><li>製造業者のプロトコルを使用して、エネルギー分散型X線分光法を用いて元素分析を取得します。 </li></ol>

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	<li>Cundy, C. S., Cox, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hydrothermal+synthesis+of+zeolites:+History+and+development+from+the+earliest+days+to+the+present+time.">The hydrothermal synthesis of zeolites: History and development from the earliest days to the present time.</a> Chem. Rev. 103 (3), 663-701 (2003).</li><li>Cundy, C. S., Cox, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hydrothermal+synthesis+of+zeolites:+Precursors,+intermediates+and+reaction+mechanism.">The hydrothermal synthesis of zeolites: Precursors, intermediates and reaction mechanism.</a> Micropor. Mesopor. Mater. 82 (1-2), 1-78 (2005).</li><li>Wilson, S. T., Lok, B. M., Messina, C. A., Cannan, T. 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The authors have nothing to disclose.

ADORプロセスの実際のメカニズムの完全な説明は、このホワイトペーパーの範囲を超えていますが、引用された論文に記載されています。3、5、8しかし、それはプロセスの潜在的な重要性に拡大して価値があります。ゼオライトの調製のADOR方法は、最終的な材料を調製する方法でゼオライト合成の従来の方法と大きく異なります。この最も重要な結果は、ADORプロセスを用いて調製された材料は、伝統的に作られたゼオライトとは根本的に異なるように電位を有することです。特に、エネルギー的に区別される材料を調製するADORの方法を使用する余地があります。この背後にある理論は、文献8に記載されています。 気孔率の制御はADOR方法は従来の方法とは異なる性質を示す別の領域である。具体的には13、それはprepaすることが可能ですこれまでの水熱合成法を用いて調製したゼオライトのために不可能であった連続同調可能な気孔率を有するゼオライトの全シリーズ再。シリーズを有効にする変更は、上述の方法の工程3です。すべての方法M 6まで（とさえ越えて）0.1 Mから使用する酸の濃度を変化させることによって1は、最終的な材料の性質を調整することができます。これを達成することができる方法の詳細は、参照13で与えられ、この素晴らしい機会とリスクの両方があります。時々使用される酸の濃度、温度及び時間は、反応させた場合に得られた材料は、最も強いピークの位置は、図2に示されたものと一致していない。しかし、そのような状況では、回折パターンを示す、最適ではありませんこれは、基準13に記載されているものを用いた実験から、粉末X線パターンを比較することによって認識することができます。 その成功のouを確保プロトコルにおける重要なステップtcomeが達成された操作を扱うものです。第一に、特に高温で、シリカの溶解を促進するように、積層中間体と接触する任意の溶液は、アルカリ性でないことが重要です。第二に、ADORプロセスの不可逆的な最後のステップは、重要な要因であるので、材料の適切な組織は、（3.2および5.2ステップ）プロセスの成功のために重要です。前述したように、時間と酸性度は、プロセスの両方の重要な変数であるので、これらのステップが最適化されていることを確認することは非常に重要です。 上述したように、親ゼオライトは、構造内の特定の場所に位置し、ゲルマニウムとゲルマである必要があります。これは、親として使用され得るゼオライトの数を制限します。ゼオライトUTLが大幅に親として検討されている唯一の材料です。しかし、他の親が正常にAPかもしれないという初期の兆候がありますプロセスに撚りが、それ以上の作業はこの領域で必要とされます。 ADORメソッドが動作を保証するために、細心の注意は、中間IPC-1Pの層が溶解または重大な再編成を受けていないことを確実にするために、分解工程後の操作で撮影しなければなりません。最終生成物を最適化するための反応条件の右側の酸性度、時間および温度を取得することも重要です。反応条件の上にこのような微調整は、最初のインスタンスではなく、混乱すること、および手順のビデオの説明を持っている私たちの願いの背後にある主要な推進力であることができます。 結論として、この手順は、ゼオライト合成のADOR方法は、2つの異なるゼオライト、IPC-2（OKO）およびIPC-4（PCR）を形成するUTLの骨格構造を有するゲルマに適用することができる方法について説明します。

ゼオライトは、四面体の中心に金属カチオン（伝統的にシリコン及びアルミニウム）4オキシドアニオンにより囲まれているコーナーを共有する四面体の三次元オープン配列、から成る固体のクラスです。細孔アーキテクチャの多種多様を有することができる別のゼオライトフレームワークにこれらの頂点共有四面体リードの異なる配置。これらの細孔構造は、特に、石油化学、核および医療分野内での応用につながる、小分子を収容することができます。ゼオライトトポロジーと材料は（例えばUTLなど）、それらのトポロジを識別コードが与えられていることに注意してくださいまたは実際の材料（ 例えば、IPC-2） -詳細については、国際ゼオライト協会のウェブサイトを参照してください、www.iza-online.org 。 ゼオライトの重要な特徴は、量とaccessibilを支配することにより、その有用性を定義し、その多孔性であり、重要な化学反応の大部分が発生する内部表面積の性。これにより、材料の化学的活性および選択性を決定します。ゼオライトの科学（そして実際、すべての多孔質材料科学における）の主要な目標は、気孔率を制御することです。 ゼオライトは、伝統的に、過去50年でほとんど変化した水熱合成法、1、2によって合成されます。実際には、最後の主要な進歩は、リンがシリコン材料のアルミノホスフェートファミリーを生じさせるために置換することができたという発見と構造規定剤1とし、1982年の第四級アンモニウム塩の導入により、1961年に発生しました。3偉大なユーティリティのを考えますゼオライト、新規材料への新しいルートを開発することに大きな関心が寄せられています。その後、親ゼオライトが組み立てられる7 Disassembl -このようなルートは、最近開発されたADOR戦略4でありますEDと新しい固体に、最終的な再構成を可能にするように組織生じる種。これは、我々が悪用することができ、そのフレームワークに組み込まれた固有の不安定性を有しており、事前に準備されたゼオライトを使用しています。8この貧しい安定性がD4R（ダブル4リング）ユニット内に優先的に配置されている加水分解的に不安定なゲルマニウムの取り込みから生じています一緒にバインド隣接するシリカリッチな層（ 図1）。これらD4Rユニットは、選択的に、さらなる化学操作が中間層状材料上で実行されることを可能にする、比較的穏やかな処理を用いて除去することができる。4 従来の水熱合成とADORの主な違いは、フレームワーク形成の最終的な方法です。水熱合成法では、これは、最終的な構造体が結晶することを可能にする可逆過程です。 ADORプロセスでは、しかし、最終的なフレームワークの形成段階（再組立）は不可逆的共同で高温での層のndensation。高結晶性の最終的な材料を得るための鍵は、その後、積層中間体は、新たな枠組みへの不可逆的な結露はとして最適に可能であるとして起こることを可能にするために右の相対的な位置に配置されている組織のステップ、です。 次の例では、我々はどのように親ゼオライト、UTLゼオライトトポロジーとゲルマ、9を示し、10は、構造指向剤（SDA）としてあらかじめ準備された有機カチオンを使用して、（組立工程）を調製することができます。このプロトコルの成功の鍵は、IPC-1Pと呼ばれる層の中間を生成するために、酸で加水分解を使用して、親幾何UTLを分解し、整理することを可能にするゼオライト中の特定の場所でのゲルマニウムの場所、です。この中間体は、次いで、2つの異なる方法で処理することができます。高温でのIPC-1P材料の直接再組み立ては、トンをリードトポロジ国際ゼオライト協会（IZA）によってコードPCRを与えられているIPC-4構造を有するOAゼオライト。しかし、IPC-1Pは、層の間のシリコン含有種のインターカレーションを介して異なるように編成することができます。我々は、この操作IPC-2Pの結果を呼び出します。このインターカレートおよび編成IPC-2P材料の高温処理は、そのトポロジーIZAコードOKOを与えられているIPC-2と呼ばれる新しいゼオライト、につながります。 OKO（IPC-2）およびPCR（IPC-4）のトポロジの違いは、IPC-4は全くS4Rユニットを持っていないのに対し、IPC-2、レイヤー様UTL間にシリカサブユニット（単4リング、S4R）が含まれていることがあります。 ゼオライトは、走査型電子顕微鏡を用いて、X線回折、N 2吸着及びエネルギー分散型X線分析によって特徴付けられます。

<table><tbody><tr><td>Sodium hydroxide</td><td>Fisher Chemical</td><td>S/4920/53</td><td>99%</td></tr><tr><td>1,4-dibromobutane</td><td>Aldrich</td><td>140805-500G</td><td>99%</td></tr><tr><td>(2R,6S)-2,6-dimethylpiperidine&amp;nbsp;</td><td>Aldrich</td><td>41470-100ML</td><td>&gt;99%</td></tr><tr><td>Paraffin oil</td><td>Fisher Chemical</td><td>P/0320/17</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform</td><td>Fisher Chemical</td><td>C/4920/17</td><td>&gt;99%</td></tr><tr><td>Sodium sulfate (anhydrous)</td><td>Fisher Chemical</td><td>S/6600/60</td><td>&gt;99%</td></tr><tr><td>Diethyl ether</td><td>Sigma Aldrich</td><td>24002-2.5L</td><td>&gt;99.5%</td></tr><tr><td>Ambersep 900-OH</td><td>Acros Organics</td><td>301340025</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochloric acid, 0.1 N</td><td>Fluka</td><td>318965-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Phenolphthalein</td><td>Sigma Aldrich</td><td>105945-50G</td><td>ACS Reagent</td></tr><tr><td>Silver nitrate</td><td>Ames Goldsmith</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Germanium dioxide</td><td>Alfa Aesar</td><td>11155</td><td>100.00%</td></tr><tr><td>fumed silica (Cab-o-sil M-5)</td><td>Acros Organics</td><td>403731500</td><td></td></tr></tbody></table>

synthesis of zeolites using the ador (assembly-disassembly-organization-reassembly) route

Zeolites are an important class of materials that have wide ranging applications such as heterogeneous catalysts and adsorbents which are dependent on their framework topology. For new applications or improvements to existing ones, new zeolites with novel pore systems are desirable. We demonstrate a method for the synthesis of novel zeolites using the ADOR route. ADOR is an acronym for Assembly, Disassembly, Organization and Reassembly. This synthetic route takes advantage of the assembly of a relatively poorly stable that which can be selectively disassembled into a layered material. The resulting layered intermediate can then be organized in different manners by careful chemical manipulation and then reassembled into zeolites with new topologies. By carefully controlling the organization step of the synthetic pathway, new zeolites with never before seen topologies are capable of being synthesized. The structures of these new zeolites are confirmed using powder X-ray diffraction and further characterized by nitrogen adsorption and scanning electron microscopy. This new synthetic pathway for zeolites demonstrates its capability to produce novel frameworks that have never been prepared by traditional zeolite synthesis techniques.

粉末X線回折パターン（ 図2）は、中間層の相IPC-1PおよびIPC-2Pを含む生成されたすべての材料のために収集しました。粉末X線回折は、本ゼオライト相の性質を決定するために使用される主要な技術です。材料は常にやや乱れているようIPC-1PとIPC-2Pの結晶構造は、十分に特徴付けられていないことに注意してください。しかし、各粉末回折パターンは、関心の相のための「指紋」として使用することができます。探すために最も重要な特徴は、単位セルサイズに情報を与えるパターンのピークの位置、です。ゼオライト（および中間体）のそれぞれは、異なる単位格子サイズを有するので、各収集回折パターンのピーク位置は、その特定の相の存在についての診断であり、 図2に示した基準パターンの位置と一致する必要があります。にパルティ最も強いピークの位置をcularことを探すための最初のものです。この主ピークの位置を基準パターンの位置と一致した場合には、一方が他方のピークも一致かどうかを確認するためになっているはずです。使用回折計がよく整列し、維持されている場合、この試合は比較的良いことがあります。 図2の各パターンには存在しないサンプルのX線回折パターン中に存在する余分なピークは、準備された試料が相純粋でないことを示します。回折パターンにおけるピークの強度は、位相識別手順のために重要ではなく、それらが原因ので、無視することができる計測器の違いのサンプルと基準パターンとの間で異なることができます。本研究では必要ではない原子位置に関する情報を取得するために、完全な構造の研究を完了したときの強度にのみ重要になります。 X線回折は、プライマリメタですが構造解析、窒素吸着等温線（ 図3）の外径は、製品ゼオライトを特徴付けるために使用することができます。この実験方法は、第1のチャネルの細孔中に存在する任意の分子（通常は水）は、通常、真空下で、試料を加熱することによって除去されている必要があります。次いで、試料は、通常、77 Kに、冷却され、窒素ガスの少量の系に投与され、重量または容積のいずれかの測定は、試料に吸着されているどのくらいの窒素を決定するために使用されます。窒素吸着量を図3に示した等温線を与えるために、ガスの圧力に対してプロットされている。合成の成功は、 図1のものショーに同様の形状の等温線が表示されます。最高の状況では吸着総量はのための最大になります量はIPC-2のために低いこととIPC-4の最安持つ親UTLサンプル 、。これは、細孔サイズの変化と一致しています。これからデータには、BET式（ 表1）を用いて表面積を得ることも可能である。11 元素分析は、ゲルマニウムが生成物から除去された程度を決定するために用いることができる別の技術です。任意の適切な化学分析技術を用いることができるが、我々は、親のGe-UTLゼオライトおよび最終ゼオライトIPC-2、-4（ 表の組成を確認するために走査型電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分析（EDX）を用いています1）。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/53463/53463fig1.jpg" /> 図 1. 最終的なゼオライトに親ゼオライトUTLから機構の概略を提案IPC-2＆赤で強調表示された親UTLの-4。D4Rユニット。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53463/53463fig1large.jpg" target="_blank">P</a>リースこの図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/53463/53463fig2.jpg" /> 図 2.」として作られた「親の粉末X線回折パターン、焼成UTLゼオライト（左）および中間体および最終ゼオライト（右）。IPC-2Pは前DEMDAで層状IPC-1Pをインターカレーの製品です。焼成に。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53463/53463fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/53463/53463fig3.jpg" /> 図 3。 UTL（黒）のために77Kで記録された窒素吸着等温線は、IPC-2（青）とIPC-4（赤）。吸着等温線は塗りつぶされていない形状とdesorptiとして示されています満たされた形状として等温線上。この図は、親切に参照4からネイチャー・パブリッシング・グループの許可を得て再現され<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53463/53463fig3large.jpg" target="_blank">、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <table><tbody><tr><td> ゼオライト </td><td> BET比表面積（m 2 / g） </td><td> Si：Geの比率 </td></tr><tr><td> Ge-UTL </td><td> 541.3±1.1 </td><td> 5.8 </td></tr><tr><td> IPC-2 </td><td> 334±1.0 </td><td> &gt; 500 </td></tr><tr><td> IPC-4 </td><td> 236±0.7 </td><td> 90 </td></tr></tbody></table> 表 1。気孔率の値とゼオライトの元素組成。

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Synthesis of Zeolites Using the ADOR Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly Route

ADORによる新規ゼオライトを製造するためのプロトコル（A ssembly- D isassembly- O rganization- R eassembly）合成経路が提示されます。

ADOR（組立・解体・組織・再組み立て）ルートを使用したゼオライトの合成

Zeolites are an important class of materials that have wide ranging applications such as heterogeneous catalysts and adsorbents which are dependent on ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis of Zeolites Using the ADOR (Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly) Route

13.2K ビュー.  The University of St Andrews.  ADORによる新規ゼオライトを製造するためのプロトコル（A ssembly- D isassembly- O rganization- R eassembly）合成経路が提示されます。 

ビデオ: Synthesis of Zeolites Using the ADOR Assembly-Disassembly-Organization-Reassembly Route

Anticancer Metal Complexes: Synthesis and Cytotoxicity Evaluation by the MTT Assay

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; therefore their preparation should be conducted under an inert atmosphere. Evaluation of the anticancer activity of these complexes can be achieved by the MTT assay.
The MTT assay is a colorimetric viability assay based on enzymatic reduction of the MTT molecule to formazan when it is exposed to viable cells. The outcome of the reduction is a color change of the MTT molecule. Absorbance measurements relative to a control determine the percentage of remaining viable cancer cells following their treatment with varying concentrations of a tested compound, which is translated to the compound anticancer activity and its IC50 values. The MTT assay is widely common in cytotoxicity studies due to its accuracy, rapidity, and relative simplicity.
Herein we present a detailed protocol for the synthesis of air sensitive metal based drugs and cell viability measurements, including preparation of the cell plates, incubation of the compounds with the cells, viability measurements using the MTT assay, and determination of IC50 values.

A method for synthesis of air-sensitive titanium and vanadium anticancer agents is described, along with the evaluation of their cytotoxic activity towards human cancer cell line by the MTT Assay.

MTTアッセイにより合成と細胞毒性の評価：抗がん金属錯体

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; ...

化学

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.

官能化有機金属構造体の合成とキャラクタリゼーション

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

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate crystal microbalance, LCM) and its use for gas adsorption measurements in zeolite H-ZSM-5. Prior to the adsorption measurements, zeolite H-ZSM-5 crystals were synthesized on the gold electrode in the center of the LCM, without covering the connection points of the gold electrodes to the oscillator, by the steam-assisted crystallization (SAC) method, so that the zeolite crystals remain attached to the oscillating microbalance while keeping good electroconductivity of the LCM during the adsorption measurements. Compared to a conventional quartz crystal microbalance (QCM) which is limited to temperatures below 80 &#176;C, the LCM can realize the adsorption measurements in principle at temperatures as high as 200-300 &#176;C (i.e., at or close to the reaction temperature of the target application of one-stage DME synthesis from the synthesis gas), owing to the absence of crystalline-phase transitions up to its melting point (1,470 &#176;C). The system was applied to investigate the adsorption of CO2, H2O, methanol and dimethyl ether (DME), each in the gas phase, on zeolite H-ZSM-5 in the temperature and pressure range of 50-150 &#176;C and 0-18 bar, respectively. The results showed that the adsorption isotherms of these gases in H-ZSM-5 can be well fitted by Langmuir-type adsorption isotherms. Furthermore, the determined adsorption parameters, i.e., adsorption capacities, adsorption enthalpies, and adsorption entropies, compare well to literature data. In this work, the results for CO2 are shown as an example.

A protocol for high-temperature and high-pressure gas adsorption measurements on zeolite H-ZSM-5 using an adsorption measurement device based on a langatate crystal microbalance is presented. Prior to the adsorption measurements, the synthesis of zeolite H-ZSM-5 on the langatate crystal microbalance sensor by the steam-assisted crystallization (SAC) method is demonstrated.

ゼオライトH-ZSM-5で高温・高圧のガス吸着用のLangatateクリスタルマイクロバランスに基づいて吸着装置

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

工学

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.

エアロゾルによる金属酸化物の構造の化学蒸着: 酸化亜鉛棒

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

Resource Recycling of Red Soil to Synthesize Fe2O3/FAU-type Zeolite Composite Material for Heavy Metal Removal

Heavy metal-polluted water is of great concern to human health and the eco-environment. In situ water remediation techniques enabled by highly efficient adsorption materials are of great importance in these circumstances. Among all the materials used in water remediation, iron-based nanomaterials and porous materials are of great interest, benefiting from their rich redox reactivity and adsorption function. Here, we developed a facile protocol to directly convert the widely spread red soil in south China to fabricate the Fe2O3/faujasite (FAU)-type zeolite composite material. 
The detailed synthesis procedure and synthesis parameters, such as reaction temperature, reaction time, and the Si/Al ratio in the raw materials, have been carefully tuned. The as-synthesized composite materials show good adsorption capacity for typical heavy metal(loid) ions. With 0.001 g/mL Fe2O3/FAU-type zeolite composite material added to different heavy metal(loid)-polluted aqueous solutions (single type of heavy metal(loid) concentration: 1,000 mg/L [ppm]), the adsorption capacity was shown to be 172, 45, 170, 40, 429, 693, 94, and 133 mg/g for Cu (II), Cr (III), Cr (VI), As (III), Cd (II), Pb (II), Zn (II), and Ni (II) removal, respectively, which can be further expanded for heavy metal-polluted water and soil remediation.

Resource Recycling of Red Soil to Synthesize Fe2O3/FAU-type Zeolite Composite Material for Heavy Metal Removal

This article presents a novel and convenient route to synthesize Fe2O3/faujasite (FAU)-type zeolite composite material from red soil. The detailed synthesis parameters have been finely tuned. The obtained composite material can be used for efficient heavy metal-contaminated water remediation, indicating its potential applications in environmental engineering.

重金属除去用Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料合成のための赤土の資源循環

Heavy metal-polluted water is of great concern to human health and the eco-environment. In situ water remediation techniques enabled by highly efficient ...

環境学

Synthesis of Information-bearing Peptoids and their Sequence-directed Dynamic Covalent Self-assembly

This protocol presents the use of Lewis acidic multi-role reagents to circumvent kinetic trapping observed during the self-assembly of information-encoded oligomeric strands mediated by paired dynamic covalent interactions in a manner mimicking the thermal cycling commonly employed for the self-assembly of complementary nucleic acid sequences. Primary amine monomers bearing aldehyde and amine pendant moieties are functionalized with orthogonal protecting groups for use as dynamic covalent reactant pairs. Using a modified automated peptide synthesizer, the primary amine monomers are encoded into oligo(peptoid) strands through solid-phase submonomer synthesis. Upon purification by high-performance liquid chromatography (HPLC) and characterization by electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS), sequence-specific oligomers are subjected to high-loading of a Lewis acidic rare-earth metal triflate which both deprotects the aldehyde moieties and affects the reactant pair equilibrium such that strands completely dissociate. Subsequently, a fraction of the Lewis acid is extracted, enabling annealing of complementary sequence-specific strands to form information-encoded molecular ladders characterized by matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS). The simple procedure outlined in this report circumvents kinetic traps commonly experienced in the field of dynamic covalent assembly and serves as a platform for the future design of robust, complex architectures.

A protocol is presented for the synthesis of information-encoded peptoid oligomers and for the sequence-directed self-assembly of these peptoids into molecular ladders using amines and aldehydes as dynamic covalent reactant pairs and Lewis acidic rare-earth metal triflates as multi-role reagents.

情報を持つペプトイドの合成と、その配列指向動的共有自己集合

This protocol presents the use of Lewis acidic multi-role reagents to circumvent kinetic trapping observed during the self-assembly of information-encoded ...

Organic Structure-directing Agent-free Synthesis for *BEA-type Zeolite Membrane

Membrane separation has drawn attention as a novel-energy saving separation process. Zeolite membranes have great potential for hydrocarbon separation in petroleum and petrochemical fields because of their high thermal, chemical, and mechanical strength. A *BEA-type zeolite is an interesting membrane material because of its large pore size and wide Si/Al range. This manuscript presents a protocol for *BEA membrane preparation by a secondary growth method that does not use an organic structure-directing agent (OSDA). The preparation protocol consists of four steps: pretreatment of support, seed preparation, dip-coating, and membrane crystallization. First, the *BEA seed crystal is prepared by conventional hydrothermal synthesis using OSDA. The synthesized seed crystal is loaded on the outer surface of a 3 cm long tubular &#945;-Al2O3 support by a dip-coating method. The loaded seed layer is prepared with the secondary growth method using a hydrothermal treatment at 393 K for 7 days without using OSDA. A *BEA membrane having very few defects is successfully obtained. The seed preparation and dip-coating steps strongly affect the membrane quality.

A *BEA seed crystal was loaded on a porous &#945;-Al2O3 support by the dip-coating method, and hydrothermally grown without using an organic structure-directing agent. A *BEA-type zeolite membrane having very few defects was successfully prepared by the secondary growth method.

*BEA型ゼオライト膜に対する有機構造誘導剤無合成

Membrane separation has drawn attention as a novel-energy saving separation process. Zeolite membranes have great potential for hydrocarbon separation in ...

Metal Oxide Heterojunction for Photocatalytic Activities

There is a significant global demand for improvements in synthesis techniques and their optimal characteristics, especially for industrial-scale applications. Sol-gel-based solution combustion synthesis (SG-SCS) is a simple method to produce ordered porous materials. In this regard, Pearson&#39;s hard and soft acids and bases theory assists in selecting host-dopant reactivity to form a proper heterojunction.
The formation of a heterojunction also changes the essential properties of the materials, improving photocatalysis via charge transfer or synergistic activities. A calcination temperature of 500 &#176;C is ideal for this process based on the results of the stability assessment via a differential thermogravimetry ratio analysis (DTG).
The nanoscale dimensions of the nanoparticles (NPs) and nanocomposites (NCs) generated were validated using X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Furthermore, the scanning electron microscopy micrographs and BET analyses confirmed the porosity nature of the materials. HRTEM, X-ray photoelectron spectroscopy, and energy-dispersive X-ray investigations established the materials composition. The study found that NCs degraded the acid orange 8 (AO8) color more efficiently than bare ZnO.

The development of a heterojunction boosts the photocatalytic activities of solution combustion synthesis, which is a time-/energy-efficient process. Advanced analytical characterization techniques were used in this protocol to evaluate the materials&#39; characteristics, and nanocomposites demonstrated improved acid orange-8 dye degradation.

There is a significant global demand for improvements in synthesis techniques and their optimal characteristics, especially for industrial-scale ...

トリアゾールおよびテトラゾール官能化Zr-MOFの合成と特性評価

Synthesis of Triazole and Tetrazole-Functionalized Zr-Based Metal-Organic Frameworks Through Post-Synthetic Ligand Exchange

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous materials that are formed through coordination bonds between metal clusters and organic ligands. Given their coordinative nature, the organic ligands and strut framework can be readily removed from the MOF and/or exchanged with other coordinative molecules. By introducing target ligands to MOF-containing solutions, functionalized MOFs can be obtained with new chemical tags via a process called post-synthetic ligand exchange (PSE). PSE is a straightforward and practical approach that enables the preparation of a wide range of MOFs with new chemical tags via a solid-solution equilibrium process. Furthermore, PSE can be performed at room temperature, allowing the incorporation of thermally unstable ligands into MOFs. In this work, we demonstrate the practicality of PSE by using heterocyclic triazole- and tetrazole-containing ligands to functionalize a Zr-based MOF (UiO-66; UiO = University of Oslo). After digestion, the functionalized MOFs are characterized via various techniques, including powder X-ray diffraction and nuclear magnetic resonance spectroscopy.

著者スポットライト:Functionalizing Metal-Organic Frameworks: Advancements, Challenges, and the Power of Post-Synthetic Ligand Exchange 

Post-synthetic ligand exchange (PSE) is a versatile and powerful tool for installing functional groups into metal-organic frameworks (MOFs). Exposing MOFs to solutions containing triazole- and tetrazole-functionalized ligands can incorporate these heterocyclic moieties into Zr-MOFs through PSE processes.

合成後配位子交換によるトリアゾールおよびテトラゾール官能化Zr系金属有機構造体の合成

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous materials that are formed through coordination bonds between metal clusters and organic ligands. ...

ADOR（組立・解体・組織・再組み立て）ルートを使用したゼオライトの合成

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MTTアッセイにより合成と細胞毒性の評価：抗がん金属錯体

官能化有機金属構造体の合成とキャラクタリゼーション

ゼオライトH-ZSM-5で高温・高圧のガス吸着用のLangatateクリスタルマイクロバランスに基づいて吸着装置

エアロゾルによる金属酸化物の構造の化学蒸着: 酸化亜鉛棒

重金属除去用_Fe2O3/FAU型ゼオライト複合材料合成のための赤土の資源循環

情報を持つペプトイドの合成と、その配列指向動的共有自己集合

*BEA型ゼオライト膜に対する有機構造誘導剤無合成

Metal Oxide Heterojunction for Photocatalytic Activities

合成後配位子交換によるトリアゾールおよびテトラゾール官能化Zr系金属有機構造体の合成

合成後配位子交換によるトリアゾールおよびテトラゾール官能化Zr系金属有機構造体の合成