Naszym głównym tematem badawczym jest funkcjonalizacja porowatych struktur metaloorganicznych, MOF-ów, z interesującymi grupami funkcyjnymi za pomocą różnych technik. Badanie koncentruje się na instalacji heterocyklicznej w MOF-ach. PSE, czyli postsyntetyczna wymiana ligandów, jest główną techniką w tej pracy.
Ligand z docelową grupą funkcyjną może być instalowany we wstępnie zsyntetyzowanych MOF w procesie wymiany ciało stałe-roztwór. W szczególności niektóre niestabilne ligandy i ligandy z grupami koordynującymi mogą być skutecznie włączone do MOF za pomocą technik PSE. Zarówno grupy funkcyjne triazolu, jak i tetrazolu mają wiele koordynujących grup azotowych.
W związku z tym istnieje konkurencja o koordynację między karboksylanem metalu a triazolanem metalu lub tetrazolanem. Stosunek inkorporacji docelowych ligandów jest łatwo kontrolowany w procesie PSE, a dzięki temu podejściu można zainstalować wiele celów w jednym MOF. Rozpocznij od odmierzenia 23,3 miligrama triazolu H2BDC i umieść go w fiolce scyntylacyjnej.
Aby rozpuścić ligand H2BDC w roztworze wodnym, przenieść 1,0 mililitra 4% roztworu wodorotlenku potasu do fiolki za pomocą szklanej pipety. Następnie poddaj mieszaninę sonikacji, aż wszystkie ciała stałe całkowicie się rozpuszczą. Dodać 1 molowy roztwór kwasu solnego do fiolki zawierającej dikarboksylan i mieszać aż do osiągnięcia pH 7.
Dodać 33 miligramy UiO-66 MOF do fiolki scyntylacyjnej. Następnie inkubować fiolkę z MOF i ligandem w temperaturze pokojowej i 120 obr./min w wytrząsarce przez 24 godziny. Następnie wyizolować stały MOF z mieszaniny przez odwirowanie w stężeniu 1,166 g przez pięć minut w temperaturze pokojowej.
Dodać 10 mililitrów świeżego metanolu do otrzymanego stałego MOF i wstrząsnąć fiolką, tworząc niejednorodną mieszaninę w celu rozpuszczenia pozostałych niewymienionych ligandów BDC. Ponownie wyizolować ciało stałe, odwirowując mieszaninę o stężeniu 1,166 g przez pięć minut w temperaturze pokojowej i wysuszyć. Przenieść około 10 miligramów ciała stałego MOF wymienionego z UiO-66-triazolem do uchwytu na proszkową próbkę dyfrakcji rentgenowskiej.
Umieścić uchwyt na próbkę w dyfraktometrze i zebrać wzór dyfrakcji rentgenowskiej w proszku. Aby rozpocząć charakterystykę NMR, przenieś około 30 miligramów wymienionego ciała stałego MOF do świeżej czteromililitrowej fiolki. Następnie przenieś 400 mikrolitrów DMSO-d6 do próbki MOF za pomocą mikropipety.
Przenieś 200 mikrolitrów 4,14-molowego roztworu tlenku deuteru z fluorku amonu do zawiesiny DMSO-d6 proszku MOF za pomocą mikropipety. Sonikować niejednorodną mieszaninę przez 30 minut, aż MOF rozpuści się w mieszaninie rozpuszczalnika z tlenku deuteru dimetylosulfotlenku deuteru po roztrawieniu. Po zakończeniu usuń wszelkie pozostałe nierozpuszczalne ciała stałe, filtrując roztwór przez filtr strzykawkowy z polifluorku winylidenu, przenosząc go z czteromililitrowej fiolki do probówki magnetycznego rezonansu jądrowego.
Aby określić powodzenie wymiany, zmierzono wzorce dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku i porównano je z nieskazitelnym UiO-66 MOF pod kątem krystaliczności. Położenie pików odbicia, względna intensywność i szerokość we wzorcach dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego w proszku wymienianych UiO-66-triazolu i UiO-66-tetrazolu pasowało do nieskazitelnych MOF UiO-66, co wskazuje, że wymiana ligandów nie wpłynęła na strukturę szkieletu. Współczynniki wymiany określono przez porównanie integracji niefunkcjonalizowanego BDC i BDC-triazolu lub BDC-tetrazolu.
Stwierdzono, że współczynniki wymiany triazolu i tetrazolu wynoszą odpowiednio 33% i 30% z postsyntetycznej analizy wymiany ligandów.
