MOF 기반 촉매의 반응 부위 검증에 대한 우리의 아이디어는 MOF의 내부 또는 외부 표면에서 반응이 발생하는지 여부에 대한 신뢰할 수있는 데이터를 제공합니다. 이러한 방법은 MOF 기반 촉매의 설계에서 중요할 수 있는 반응 부위를 평가하는 데 사용될 수 있다. MOF 기반 촉매 를 개발하는 연구 연구는 촉매 특성화에 대한 객관적인 관점을 달성하기 위해 이러한 방법을 사용할 수 있습니다.
이러한 방법의 시각적 데모는 기술만으로는 텍스트 명령을 통해 실행하기 어렵기 때문에 필수적입니다. 그 절차를 시연하는 것은 연구팀의 대학원생 한지환이 될 것입니다. 소형 KUMOF-1 합성의 경우, 0.2 밀리그램의 구리(II)질산, 0.24 밀리그램의 디카박스실산 리간드를 메탄올에서 DEF의 4밀리리터에 녹입니다.
반응 셀을 PTFE 캡으로 캡하고 전자레인지 반응기에서 섭씨 65도, 평방 인치당 100파운드, 20분 동안 50와트에 셀을 배치합니다. 반응의 끝에서, 얻은 파란색 입방 결정을 떠서 필터 종이에 크리스탈을 데칸트 작은 주걱으로 부드럽게 저어. 그리고 세척당 3밀리리터의 핫 DEF로 3회 세척한 후 세척당 3밀리리터의 무수성 DCM을 세 번 세척한 후 크리스탈을 신선한 무수DCM로 옮겨 보관합니다.
중형 KUMOF-1 합성의 경우, 7.2 밀리그램의 구리 질산염을 메탄올 1.5 밀리리터에 녹이고 디카르박스실산 리간드 9밀리그램을 DEF의 1.5 밀리리터에 녹여서 두 개의 용액을 4밀리리터 바이알에 결합하고 PTFE 테이프로 바이알을 덮습니다. 테이프를 바늘로 뚫고 4밀리리터 바이알을 20밀리리터 바이알에 넣습니다.
소형 바이알과 큰 바이알 사이의 공간에 DMA 1밀리리터를 추가합니다. 섭씨 65도 오븐에서 24시간 배양을 위해 큰 유리병을 단단히 덮습니다. 다음 날, 포뮬러 리터 바이알 용액을 작은 주걱으로 부드럽게 휘저어 결과 블루 입방 결정을 띄워 수정을 필터 용지에 데크하게 합니다.
크리스탈을 신선한 DCM 3밀리리터에 보관하기 전에 시연된 신선한 핫 DEF와 메탄올 3밀리리터로 3회 크리스탈을 3회 세척합니다. 아연/KUMOF-1 크리스탈 제제의 경우 680마이크로리터의 디메틸 아연을 180밀리그램의 금모-1현수에 추가하여 1CM의 2밀리리터에서 영하 78도의 고리로 추가합니다. 이 온도에서 분당 180 회전에서 3 시간 동안 혼합물을 흔들어 줍니다.
인큐베이션의 끝에서 상체는 환원 디메틸 아연의 완전한 제거를 위해 차가운 DCM의 3 밀리리터로 여러 번 생성 된 제품을 세척한다. 그리고 소형, 중형 및 대형 아연/KUMOF-1 결정을 획득하는 데 입증된 바와 같이 KUMOF-1 결정 제제를 따릅니다. 티타늄/KUMOF-1 크리스탈을 합성하기 위해 DCM의 2밀리리터에 59마이크로리터의 이소프로프산화물을 24밀리그램 현탁액에 첨가한다.
실온에서 분당 180 회전에서 5 시간 동안 혼합물을 흔들어. 인큐베이션의 끝에서, 상류제를 데칭하고, 잔류 티타늄 이소프로판산화물의 완전한 제거를 위해 차가운 DCM의 3밀리리터로 생성된 제품을 여러 번 세척한다. 그리고 소형, 중형 및 대형 티타늄/KUMOF-1 결정을 획득하는 데 입증된 바와 같이 KUMOF-1 결정 제제를 따릅니다.
아연/KUMOF-1에 의한 이질성 스토이치오메트릭 카보닐-에네 반응의 경우, DCM의 100 마이크로리터에 기판 용액을 102밀리그램의 아연/KUMOF-1을 영하 78도의 DCM 2밀리리터에 첨가한다. 반응 혼합물을 극저온 냉각 욕조에 3시간 반 동안 흔들어 놓습니다. 인큐베이션의 끝에서, 수성 6 일반 염산 용액의 3 밀리리터로 반응을 담결하고 규토맥 실리카 패드를 통해 결과 혼합물을 필터링합니다.
티타늄/KUMOF-1에 의한 이질성 촉매 탄산염-에네 반응의 경우, DCM의 100 마이크로리터에 기판 용액을 티타늄/KUMOF-1의 12밀리그램 현탁액에 0°C의 DCM 2밀리리터에 첨가한다. 분당 180 회전에서이 온도에서 36 시간 동안 용액을 흔들어. 인큐베이션의 끝에서 상체를 수집하고 세척 당 신선한 DCM의 세 밀리리터와 결과 결정을 세 번 세척합니다.
아연 시약을 이용한 enantio선택적 카보닐-에네 반응은 금속에 대한 알록시 카보닐 군의 결합 친화성의 차이 때문에 스투이치오메트릭이다. 아연/KUMOF-1에 의한 기판의 이질적인 상산화카탈닐-에네 반응의 결과는 가장 작은 기판이 크리스탈 내부에서 확산되어 고수익으로 제품으로 변환될 수 있음을 보여주었으며, 이는 금속 유기 프레임워크의 모든 반응 부위를 사용할 수 있음을 증명하는 것이다. 기판 크기가 증가함에 따라 수율 및 내상조 과잉이 감소하여 더 큰 기판이 금속 유기 프레임워크 크리스탈 내부의 반응 부위에 접근할 수 없다는 것을 시사합니다.
가장 큰 기판은 반응 채널이 해당 반응 제품에 의해 차단되었기 때문에 이 시스템에서 반응을 거치지 않았을 가능성이 있다. 기판의 크기가 너무 크면, 표면 반응 부위가 첫 번째 접촉을 하고 채널의 입구를 직접 차단하여 다른 기판이 침투하는 것이 불가능합니다. 기판의 크기가 보이드의 크기에 비해 충분히 작으면 추가 기판이 수정을 관통할 수 있습니다.
아연 매개 시스템과 는 달리, 티타늄 촉매 시스템은 기판 크기에 의한 차별없이 촉매 반응 사이트에서 발생하는 이벤트에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 실제로 대부분의 반응은 표면 또는 아래에 발생하며 제품은 즉시 용액으로 제거되었습니다. 카보닐-에네 반응 절차의 단계를 신중하게 따라 설명한 바와 같이 신뢰할 수 있는 실험 결과를 얻는 것이 중요합니다.
2-광자 현미경 측정은 MOF 기반 촉매의 다양한 종류의 실제 반응 부위에 대한 추가 데이터를 제공할 것이다. MOF 촉매의 반응 부위에 대한 검증 절차가 필요하다. 우리의 방법은 결과를 다시 확인하는 수단으로 사용할 수 있습니다.
