이 작품은 유럽 연합에 의해 지원 되었다 (ERC Stg 켐-fs-MOF 445 714122), 스페인어 MINECO (단위의 우수성 MDM-2015-0538), 그리고 Generalitat 발렌시아 447 (그랜트 GV/2016/137). 입방 미터-G. 및 제 지 각각 라몬 y Cajal 친교와 FPI 장학금 449 (CTQ2014-59209-P)에 대 한 스페인어 448 MINECO를 감사 합니다. N.M.P. 감사 쿠데타 드 450 P10-FQM-6050 박사 후 친목을 위한 안달루시아. F.N. 및 451 D.R.M.는 452에서 제공 하는 ﬁnancial 지원에 감사 하 고 또한 스페인 정부 및 페더 자금 453 프로젝트 MAT2015-70615-R. ICN2 검색 프로그램/Generalitat 드에 의해 투자는 카탈루냐 스페인 경제, 산업 경쟁력의 세 베로 오 초아 프로그램 지원 (MINECO, no를 부여. SEV-2013-0295).

1입니다. Hdcat@HKUST의 합성 절차
참고: 전체 프로세스 수행 되어야 합니다 장갑 상자 안에 주변 습기와 접촉을 피하기 위하여. 따라서, 모든 시 약 및 용 매 사용은 건조 하 고 장갑 상자에 저장 되어야 합니다.
<ol><li>글러브 박스에는 오픈 4 mL 유리 유리병, 2 개의 주걱과 1 mL micropipette를가지고.</li>
	<li>유리 병에 hdcat의 50 밀리 그램을 전송 합니다. 참고: 일부 경우에는 정전기 방지 총 필요할 수 있습니다 정전기의 바람직하지 않은 영향을 피하기 위하여.</li>
	<li>Hdcat를 포함 하는 유리 유리병에 무수 클로 프롬의 1 mL를 배치 합니다. 참고: 모든 hdcat 전적으로 실내 온도에, 해산 수 있습니다 하지만 그것은 디졸브 매우 빠르게 때 유리병 다음 단계에서 오븐에 배치 됩니다.</li>
	<li>Hdcat를 포함 하는 클로 프롬 해결책에 동아의 10 mg을 놓고 유리병을 단단히 밀봉.</li>
	<li>글러브 박스에서 유리병을 sonicate 동아와 클로 프롬 해결책 균질을 몇 초 동안에 hdcat의 정지. 참고: 드라이브로 반응 매체에 있는 O2 의 소개 수 catechol 단위의 합 솔루션 보다15결정 표면에 대기를 유리병의 내용을 노출 하지 마십시오.</li>
	<li>장소 유리병 70 ° C에서 오븐에 하룻밤. 유리병 반응 동안에 클로 프롬의 증발을 피하기 위하여 단단히 밀봉 된 ㄴ 다는 것을 확인 (비등 점 (CHCl3) = 61.2 ° C). 참고: 경우에 따라 나사 모자를 둘러싼 테 플 론 스트립 유용할 수 있습니다. 이 프로토콜 필요 합니다 70 ° c.에 preheated 오븐을 비정 질 제품을 그렇지 않으면 얻을 수 수로 온도 한다 70 ° C 보다 클 수 없습니다.</li>
</ol>2입니다. Hdcat@HKUST의 세척 절차
<ol><li>70 ° C에서 하룻밤 후 오븐에서 유리병을가지고 고 장갑-15 mL 원심 분리기 튜브와 함께 상자에 그것을 전송.</li>
	<li>원심 분리기 튜브 신선한 무수 클로 프롬을 사용 하 여 장갑 상자 안에 유리병의 내용을 전송.</li>
	<li>코팅된 소재 hdcat@HKUST 원심 분리 (3354 x g, 1 분)으로 구분 합니다. 자료 원심 위해 장갑 상자에서 이동 해야 합니다 그것으로 원심 분리기 튜브 밀접 하 게 덮인 다는 것을 확인 하십시오.</li>
	<li>원심 분리 후 글러브 박스에서 빠르게 원심 분리기 튜브를 소개 합니다.</li>
	<li>상쾌한 dropper를 사용 하 여 신중 하 게 추출 하 고 깨끗 한 40 mL 유리 유리병에 보관.</li>
	<li>결정의 표면에 연결 되지 않습니다 가능한 생산 catechol 단위를 제거 하기 위해 무수 CHCl3 3 mL에 코팅된 재료를 일시 중단 합니다.</li>
	<li>단계 2.3-2.6 세 번 반복 합니다.</li>
	<li>3 ml 무수 메탄올의 코팅된 재료를 일시 중단 합니다.</li>
	<li>반복 단계 2.3-2.6 세 번만 무수 메탄올을 사용 하 여 unreacted hdcat 분자를 제거 하기 위하여. 참고: 포기 하지 마십시오 멀리 hdcat 솔루션 제품의 장갑 상자에서 솔루션의 느린 증발에 의해 복구 하 고 다시 수 없습니다.</li>
	<li>씻어 hdcat@HKUST 유리 유리병 코팅된 솔리드 유리병의 바닥에 침전 될 때까지 무수 메탄올과 대기를 사용 하 여 전송.</li>
	<li>밖으로 상쾌한 고 분말 글러브 박스에서 실내 온도에 건조 하 게.</li>
</ol>3입니다. Fdcat@HKUST의 합성 절차
참고: 전체 프로세스 수행 되어야 합니다 장갑 상자 안에 주변 습기와 접촉을 피하기 위하여. 따라서, 모든 시 약 및 용 매 사용은 건조 하 고 장갑 상자에 저장 되어야 합니다.
<ol><li>글러브 박스에는 오픈 4 mL 유리 병, 2 개의 주걱 및 1 mL micropipette를 소개 합니다.</li>
	<li>Fdcat 유리 유리병 안쪽의 장소 50 밀리 그램. 참고: 일부 경우에는 정전기 총 필요할 수 있습니다 정적 전기의 바람직하지 않은 효과 피하기 위해.</li>
	<li>Fdcat를 포함 하는 유리 유리병에 무수 클로 프롬의 1 mL를 배치 합니다. 참고: 모든 fdcat 전적으로 실내 온도에, 해산 수 있습니다 하지만 그것은 디졸브 매우 빠르게 때 유리병 다음 단계에서 오븐에 배치 됩니다.</li>
	<li>Fdcat를 포함 하는 클로 프롬 해결책에 동아의 10 mg을 놓고 유리병을 단단히 밀봉.</li>
	<li>글러브 박스에서 유리병을 sonicate 동아와 클로 프롬 해결책 균질을 몇 초 동안에 fdcat의 정지. 참고: 드라이브로 반응 매체에 있는 O2 의 소개 수 catechol 단위의 합 솔루션 보다15결정 표면에 어떤 경우에 주변 공기를 유리병의 내용을 노출 하지 마십시오.</li>
	<li>장소 유리병 70 ° C에서 오븐에 하룻밤. 유리병은 반응 동안에 클로 프롬의 증발을 피하기 위해 단단히 밀폐 된 ㄴ 다는 것을 확인 (비등 점 (CHCl3) = 61.2 ° C). 참고: 경우에 따라 나사 모자를 둘러싼 테 플 론 스트립 유용할 수 있습니다. 이 프로토콜 필요 합니다 70 ° c.에 preheated 오븐을 비정 질 제품을 그렇지 않으면 얻을 수 수로 온도 한다 70 ° C 보다 클 수 없습니다.</li>
</ol>4. 세척 fdcat@HKUST의 절차
<ol><li>70 ° C에서 하룻밤 후 오븐에서 유리병을가지고 고 장갑-15 mL 원심 분리기 튜브와 함께 상자에 그것을 전송.</li>
	<li>원심 분리기 튜브 신선한 무수 클로 프롬을 사용 하 여 장갑 상자 안에 유리병의 내용을 전송.</li>
	<li>코팅된 소재 fdcat@HKUST 원심 분리 (3354 x g, 1 분)으로 구분 합니다. 자료 원심 위해 장갑 상자에서 이동 해야 합니다 그것으로 원심 분리기 튜브 밀접 하 게 덮인 다는 것을 확인 하십시오.</li>
	<li>원심 분리기 튜브 급속 하 게에 소개 글러브 박스는 원심 분리 후.</li>
	<li>상쾌한 dropper를 사용 하 여 신중 하 게 추출 하 고 깨끗 한 40 mL 유리 유리병에 보관.</li>
	<li>결정의 표면에 연결 되지 않습니다 가능한 생산 catechol 단위를 제거 하기 위해 무수 CHCl3 3 mL에 코팅된 재료를 일시 중단 합니다.</li>
	<li>단계 4.3 4.6 세 번 반복 합니다.</li>
	<li>3 ml 무수 메탄올의 코팅된 재료를 일시 중단 합니다.</li>
	<li>반복 단계 4.3 4.6 세 번만 무수 메탄올을 사용 하 여 unreacted fdcat 분자를 제거 하기 위하여. 참고: 포기 하지 마십시오 멀리 fdcat 솔루션 제품의 장갑 상자에서 솔루션의 느린 증발에 의해 복구 하 고 다시 수 없습니다.</li>
	<li>씻어 fdcat@HKUST 유리 유리병 코팅된 솔리드 유리병의 바닥에 침전 될 때까지 무수 메탄올과 대기를 사용 하 여 전송.</li>
	<li>밖으로 상쾌한 고 분말 글러브 박스에서 실내 온도에 건조 하 게.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Banerjee, D., 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=Metal-organic+framework+with+optimally+selective+xenon+adsorption+and+separation.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrophobic+pillared+square+grids+for+selective+removal+of+CO+2from+simulated+flue+gas.">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. 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A., Kamperman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Jack+of+all+trades:+versatile+catechol+crosslinking+mechanisms.">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., Ru&#237;z-Molina, D., Mart&#237;-Gastaldo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Functionalization+of+Metal-Organic+Framework+Crystals+with+Catechol+Coatings+for+Enhanced+Moisture+Tolerance.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-Specific+Functionalization+of+Nanoscale+Metal-Organic+Frameworks.">Surface-Specific Functionalization of Nanoscale Metal-Organic Frameworks.</a> Angewandte Chemie. 127 (49), 14951-14955 (2015).</li></ol>

저자는 공개 없다.

이 작품에서 보고 하는 방법을 제공 합니다 간단 하 고 효과적인 접근 MOF 결정의 표면 처리에 대 한 가벼운 조건에 관계 없이 합성 catechols와 직접 반응 하 여 체인의 기능을. Polydopamine와 같은 코팅 생산의 전통적인 접근, 달리 무수 하 고 혐 기성 조건에서 및 MOF의 안정성을 손상 시킬 수 있는 어떤 기본 추가 없이이 경로 수행할 수 있습니다. 메탄올과 클로 프롬에 처음 이전 작품14</sup...

금속 유기 기구는 일반적으로 보조 건물 단위 (SBUs), polytopic coordinative 채권을 통해 유기 ligands에 의해 함께 개최 라는 무기 금속 구성 요소에서 건설 하는 결정 다공성 물질의 클래스 이다. 이러한 자기 조립의 유기 링커 함께 SBUs 수 매우 높은 표면 영역으로 확장 된 3 차원 다공성 구조의 형성 및 유망한 응용 분야의 가스 저장 및 분리1,2, 촉매 및 감지3. 그러나, 그들의 적용에 대 한 주요 제한 그들의 대부분 통합 정한 조정 채권, 클래식에 있어서 그 결과 그들의 구조에서 divalent 금속 물4,5에서 그들의 빈약한 안정성은 MOF-56또는 동아7같은 재료.
이 문제를 해결 하기 위해 일반적인 접근 포함 한 한편으로, 더 강한 조정의 창조 채권 고도로 청구 금속, Zr 또는 Ti(IV)를 사용 하 여 기본 N-기증자 ligands7,8 또는 ligands 산 통합 그리고 기본 사이트9. 그러나,이 메서드는 새로운 자료에 제한 되며 MOFs 이미 사용할 수의 안정성을 향상 시키기 위해 허용 하지 않습니다. 다른 한편으로, 이미 알려진된 재료의 안정성 향상을 위해 접근 방법을 사용 하 여 포스트 합성 수정 링커10,11의 포스트 합성 수정 하 여 빈 공간에 소수 moieties 소개 하 또는 화학 수증기 공 술 서 (CVD)12. 불행 하 게도, 이러한 메서드의 안정성 물자의 다공성에 정교한 계기의 사용의 급격 한 감소의 비용에 온다. 또한 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphate (DOPA)13 또는 n-octadecylphosphonic 산 (OPA)14, 알려진된 Zr(IV) MOFs의 hydrophobicity를 얻으며 같은 수정된 phosphonic 산의 최근 사용을 강조 표시 합니다.
Catechol 화합물, 도파민, 등 functionalize polydopamine15의 형성을 통해 재료의 광범위 한 범위를 광범위 하 게 사용 되었습니다. 그러나, 이러한 코팅의 형성 정한 채권 MOFs 적합 하지 않은 약간 기본 솔루션에 대 한 수성 버퍼 솔루션의 사용에 제한 됩니다. Bortoluzzi 외. 최근 그 polydopamine 솔루션에서 연상 catecholase 같은 촉매 활동을 표시 하는 촉매16 센터 Cu2(μ O)를 갖춘 binuclear Cu(II) 복잡 한 제작 될 수 있습니다 보고 자연의 catechol 산화 효소17 tyrosinase18등 효소. 최근에, 우리는 어떻게 MOF Cu(II) 패 륜 SBUs trimesate 링커, 동아로 알려진 통해 연결에 따라 보호 될 수 있다 가수분해 저하에서 기능성된 catechols, 4-hepatdecyl-catechol (hdcat) 등의 중 합에 의해 나타났습니다. 또는 불-4-undecylcatechol (fdcat),19결정 표면에. 이 간단한 방법을 증명 얼마나 효율적 기능성 코팅은 catechol의와 생체 모방으로 인해 프레임 워크의 안정성을 손상 시킬 수 있는 버퍼 솔루션의 사용 없이 기능에 온화한 조건 하에서 종합 될 수 Cu(II) 단위의 촉매 활동입니다. 우리는이 새로운 방법 있도록, 가수분해 강 직에서 보호 하는 외 수 카이 랄 분자 또는 휘발성 유기 화합물의 선택적 흡착 기능성 코팅의 형성을 활성화 수 믿습니다.

<table><tbody><tr><td>Basolite C-300</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>688614</td><td>Commercial HKUST</td></tr><tr><td>Anhydrous Methanol (99.8%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>322415</td><td></td></tr><tr><td>Anhydrous Chloroform (&gt;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>Thermogravimetric Analyser</td></tr><tr><td>Agilent Cary 630 FTIR</td><td>Agilent</td><td></td><td>FT-IR Spectrophotometer, ATR Module</td></tr><tr><td>PANalytical X&amp;rsquo;Pert Pro</td><td>PANalytical</td><td></td><td>Powder XRD Diffractometer</td></tr><tr><td>AUTOSORB-6 apparatus</td><td>Quantachrome</td><td></td><td>Nitrogen Isotherms were carried out with this equipment. Activation of the samples was carried out under dynamic vacuum at 170 &amp;deg;C. Performed by the technical service of Universitat d&#039;Alacant.</td></tr><tr><td>K-Alpha X-ray photoelectron spectrometer system</td><td>Thermo-Scientific</td><td></td><td>Analysis were performed at the X-Ray unit of the Universitat d&#039;Alacant</td></tr><tr><td>FEI Quanta 650 FEG scanning electron microscope</td><td>Fisher Scientific</td><td></td><td>Used to observe partcle morphologies and dimensions</td></tr></tbody></table>

surface functionalization of metal-organic frameworks for improved moisture resistance

금속 유기 기구 (MOFs)는 가스 저장 및 분리, 촉매 및 감지에서 유망한 속성 다공성 무기 재료의 종류 이다. 그러나, 그들의 적용을 제한 하는 주요 문제는 다습 한 조건에서 그들의 빈약한 안정성 이다. 이 문제를 해결 하는 일반적인 방법 포함 강한 금속 링커의 형성을 사용 하 여 높은 금속, 청구는 구조, 합성 후 수정 (PSM)에 의해 프레임 워크에 대 한 alkylic 그룹의 소개의 수 제한 또는 화학 수증기 년 증 착 (CVD) 프레임 워크의 전체 hydrophobicity를 향상 시키기 위해 이 마지막 두 일반적으로 물자의 다공성의 급격 한 감소를 자극합니다. 이 전략 이미 사용할 수 있는 MOF의 속성을 악용 하는 허용 하지 않습니다 그리고 그것은 그들의 속성을 그대로 유지 하면서 물에 MOFs의 안정성을 강화 하는 새로운 방법을 찾기 위해 필수적입니다. 여기, 우리 보고 MOF 결정 갖춘 Cu2(O2C)4 패 륜, 동아 (동아 스탠드 어디 홍콩 과학 기술 대학), 등와 단위는 catechols의 물 안정성을 향상 시키기 위해 새로운 방법 플 루 오로 알 킬 및 알 킬 사슬으로 기능성. 복용 함으로써 불포화 금속 사이트의 이용 및 CuII 이온의 촉매 catecholase와 같은 활동, 우리는의 표면에 산화 및 catechol 단위의 후속 중 합을 통해 강력한 소수 성 코팅을 만들 수는 프레임 워크의 기본 구조를 방해 하지 않고 물 없는 혐 기성 조건에서의 결정 이 이렇게 향상 된 물 안정성과 자료 제공 뿐만 아니라 또한는 흡착에 대 한 기능성 코팅의 개발 및 휘발성 유기 화합물의 분판 보호 코팅의 기능 제어를 제공 합니다. . 우리는이 접근도 연장 하실 수 있는 다른 불안정 한 MOFs 금속 사이트 오픈을 갖춘 자신 있다.

모든 시 약 및 재료 글러브 박스에 저장 하 고 달리 명시 되지 않는 모든 더 정화 없이 받은 사용 했다. 전체 프로세스 코팅된 소재를 저하 수 있는 습도와 접촉을 피하기 위해 장갑 상자에서 수행 됩니다.
실험 중 재현성을 위해 40-50 µ m (그림 1)에 가까운 평균 입자 크기와 상용 동아 사용 했다 이전 연구 ?...

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Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

강력한 기능 catechol 코팅 한 단계 혐 기성 조건 하에서 합성 catechols와 동아로 알려진 자료의 직접 반응에 의해 생산 되었다. 전체 크리스탈 주변 동종 코팅의 형성은 결정의 외부 표면에 Cu(II) 이합체의 생체 모방 촉매 활동을 관찰 작용.

향상 된 수 분 저항 금속-유기 프레임 워크의 표면 기능화

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

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

16.0K 조회수.  Universitat de València. 강력한 기능 catechol 코팅 한 단계 혐 기성 조건 하에서 합성 catechols와 동아로 알려진 자료의 직접 반응에 의해 생산 되었다. 전체 크리스탈 주변 동종 코팅의 형성은 결정의 외부 표면에 Cu(II) 이합체의 생체 모방 촉매 활동을 관찰 작용.

비디오: Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

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

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high surface area microporous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs), unique challenges present themselves for PECVD treatments. Herein the protocol for development of a MOF that was previously unstable to humid conditions is presented. The protocol describes the synthesis of Cu-BTC (also known as HKUST-1), the treatment of Cu-BTC with PECVD of perfluoroalkanes, the aging of materials under humid conditions, and the subsequent ammonia microbreakthrough experiments on milligram quantities of microporous materials. Cu-BTC has an extremely high surface area (~1,800 m2/g) when compared to most materials or surfaces that have been previously treated by PECVD methods. Parameters such as chamber pressure and treatment time are extremely important to ensure the perfluoroalkane plasma penetrates to and reacts with the inner MOF surfaces. Furthermore, the protocol for ammonia microbreakthrough experiments set forth here can be utilized for a variety of test gases and microporous materials.

Herein the procedures for plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes on microporous materials such as metal-organic frameworks to enhance their stability and hydrophobicity are described. Furthermore, breakthrough testing of milligram quantities of samples is described in detail.

플라즈마 통해 소수성 유기 금속 프레임 워크의 제조 암모니아의 제거에 대한 퍼플 루오로 알칸의 화학 증착을 강화

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

연구

화학

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.

기능화의 합성 및 특성 금속 - 유기 프레임 워크

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

Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous polymer monoliths. The developed approach is based on the preparation of a macroporous polymer containing carboxylic acid functional groups and the subsequent step-by-step solution-based controlled growth of a layer of a porous coordination polymer on the surface of the pores of the polymer monolith. The prepared metal-organic polymer hybrid has a high specific micropore surface area. The amount of iron(III) sites is enhanced through metal-organic coordination on the surface of the pores of the functional polymer support. The increase of metal sites is related to the number of iterations of the coating process.
The developed preparation scheme is easily adapted to a capillary column format. The functional porous polymer is prepared as a self-contained single-block porous monolith within the capillary, yielding a flow-through separation device with excellent flow permeability and modest back-pressure. The metal-organic polymer hybrid column showed excellent performance for the enrichment of phosphopeptides from digested proteins and their subsequent detection using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. The presented experimental protocol is highly versatile, and can be easily implemented to different organic polymer supports and coatings with a plethora of porous coordination polymers and metal-organic frameworks for multiple purification and/or separation applications.

A procedure for the preparation of porous hybrid separation media composed of a macroporous polymer monolith internally coated by a high surface area microporous coordination polymer is presented.

포스 포의 향상된 농축을위한 거대 다공성 고분자 모노리스에 다공성 조정 폴리머 코팅의 제조

We describe a protocol for the preparation of hybrid materials based on highly porous coordination polymer coatings on the internal surface of macroporous ...

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven effective in gas adsorption, separations, and catalysis. MOFs are most commonly synthesized as bulk powder, requiring additional processes to adhere them to functional devices and fabrics that risk decreasing the powder porosity and adsorption capacity. Here, we demonstrate a method of first coating fabrics with metal oxide films using atomic layer deposition (ALD). This process creates conformal films of controllable thickness on each fiber, while providing a more reactive surface for MOF nucleation. By submerging the ALD coated fabric in solution during solvothermal MOF synthesis, the MOFs create a conformal, well-adhered coating on the fibers, resulting in a MOF-functionalized fabric, without additional adhesion materials that may block MOF pores and functional sites. Here we demonstrate two solvothermal synthesis methods. First, we form a MIL-96(Al) layer on polypropylene fibers using synthetic conditions that convert the metal oxide to MOF. Using initial inorganic films of varying thicknesses, diffusion of the organic linker into the inorganic allows us to control the extent of MOF loading on the fabric. Second, we perform a solvothermal synthesis of UiO-66-NH2 in which the MOF nucleates on the conformal metal oxide coating on polyamide-6 (PA-6) fibers, thereby producing a uniform and conformal thin film of MOF on the fabric. The resulting materials can be directly incorporated into filter devices or protective clothing and eliminate the maladroit qualities of loose powder.

Solvothermal Synthesis of MIL-96 and UiO-66-NH2 on Atomic Layer Deposited Metal Oxide Coatings on Fiber Mats

Metal-organic frameworks are effective in gas storage and heterogeneous catalysis, but typical synthesis methods result in loose powders that are difficult to incorporate into smart materials. We demonstrate a method of first coating fabrics with ALD metal oxides, resulting in conformal films of MOF on the fabrics during solvothermal synthesis.

밀-96와 UiO-66-NH2 원자 층 Solvothermal 합성 섬유 매트에 금속 산화물 코팅을 입금

Metal-organic frameworks (MOFs), which contain reactive metal clusters and organic ligands allowing for large porosities and surface areas, have proven ...

Electrophoretic Crystallization of Ultrathin High-performance Metal-organic Framework Membranes

We report the synthesis of thin, highly intergrown, polycrystalline metal-organic framework (MOF) membranes on a wide range of unmodified porous and non-porous supports (polymer, ceramic, metal, carbon, and graphene). We developed a novel crystallization technique, which is termed the ENACT approach: the electrophoretic nuclei assembly for the crystallization of highly intergrown thin films (ENACT). This approach allows for a high density of heterogeneous nucleation of MOFs on a chosen substrate via the electrophoretic deposition (EPD) directly from the precursor sol. The growth of well-packed MOF nuclei leads to a highly intergrown polycrystalline MOF film. We show that this simple approach can be used for the synthesis of thin, intergrown zeolite imidazole framework (ZIF)-7 and ZIF-8 films. The resulting 500 nm-thick ZIF-8 membranes show a considerably high H2 permeance (8.3 x 10-6 mol m-2 s-1 Pa-1) and ideal gas selectivities (7.3 for H2/CO2, 15.5 for H2/N2, 16.2 for H2/CH4, and 2655 for H2/C3H8). An attractive performance for C3H6/C3H8 separation is also achieved (a C3H6 permeance of 9.9 x 10-8 mol m-2 s-1 Pa-1 and a C3H6/C3H8 ideal selectivity of 31.6 at 25 &#176;C). Overall, the ENACT process, owing to its simplicity, can be extended to synthesize intergrown thin films of a wide range of nanoporous crystalline materials.

A simple, reproducible, and versatile approach for the synthesis of intergrown, polycrystalline metal-organic framework membranes on a wide range of unmodified porous and non-porous supports is presented.

Ultrathin 높은 성능 금속-유기 프레임 워크 막의 전기 이동 화

We report the synthesis of thin, highly intergrown, polycrystalline metal-organic framework (MOF) membranes on a wide range of unmodified porous and ...

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.

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.

금속-유기 프레임워크에 대한 분광 측정을 수행하기 위한 기술 가이드

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

Triazole 및 Tetrazole 기능화된 Zr-MOF 합성 및 특성화

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.

저자 스포트라이트: Functionalizing Metal-Organic Frameworks: Advancements, Challenges, and the Power of Post-Synthetic Ligand Exchange (금속-유기 프레임워크의 기능화: 발전, 과제, 그리고 합성 후 리간드 교환의 힘) 

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.

합성 후 리간드 교환을 통한 트리아졸 및 테트라졸 기능화 Zr 기반 금속-유기 프레임워크의 합성

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

향상 된 수 분 저항 금속-유기 프레임 워크의 표면 기능화

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기능화의 합성 및 특성 금속 - 유기 프레임 워크

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밀-96와 UiO-66-NH₂ 원자 층 Solvothermal 합성 섬유 매트에 금속 산화물 코팅을 입금

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

금속-유기 프레임워크에 대한 분광 측정을 수행하기 위한 기술 가이드

합성 후 리간드 교환을 통한 트리아졸 및 테트라졸 기능화 Zr 기반 금속-유기 프레임워크의 합성

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