A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Приведен протокол синтеза и характеризации самоорганизующихся металлоорганических каркасных монослоев с использованием полимер-привитых металлоорганических каркасных кристаллов (MOF). Процедура показывает, что привитые полимером частицы MOF могут быть самоорганизованы на границе раздела воздух-вода, что приводит к образованию хорошо сформированных, свободно стоящих однослойных структур, о чем свидетельствует визуализация с помощью сканирующей электронной микроскопии.
Металлоорганические каркасы (MOF) — это материалы с потенциальными применениями в таких областях, как адсорбция и разделение газов, катализ и биомедицина. Попытки повысить полезность MOF включали в себя получение различных композитов, в том числе привитых полимерами. Путем непосредственной прививки полимеров к внешней поверхности МОС можно преодолеть проблемы несовместимости между полимерами и МОС. Полимерные щетки, привитые с поверхности MOF, могут служить для стабилизации MOF, обеспечивая при этом сборку частиц в самоорганизующиеся металлоорганические каркасные монослои (SAMM) посредством взаимодействия полимер-полимер.
Контроль над химическим составом и молекулярной массой привитого полимера позволяет осуществлять настройку характеристик SAMM. В этой работе приведены инструкции о том, как обездвижить цепной передаточный агент (CTA) на поверхности MOF UiO-66 (UiO = Universitetet i Oslo). КТА служат отправными точками для роста полимеров. После того, как полимерные цепи выращиваются из поверхности MOF, образование SAMM достигается за счет самосборки на границе раздела воздух-вода. Полученные SAMM характеризуются и демонстрируются как автономно стоящие с помощью сканирующей электронной микроскопии. Ожидается, что методы, представленные в данной статье, сделают получение SAMM более доступным для исследовательского сообщества и тем самым расширят их потенциальное использование в качестве MOF-полимерного композита.
Металл-органические каркасы (MOF) представляют собой кристаллические, пористые материалы, которые имеют большую площадь поверхности и легко настраиваются путем модификации органических лигандов или металлических узлов 1,2. MOF состоят из двух компонентов: органического лиганда и ионов металлов (или кластеров ионов металлов, называемых вторичными строительными блоками, SBU). МОС были исследованы для хранения химических веществ (например, газа), разделения, катализа, зондирования и доставки лекарств. Как правило, MOF синтезируются в виде кристаллических порошков; Тем не менее, для удобства использования во многи....
1. Модификация поверхности UiO-66 с cat-DDMAT
Когда привитые полимером MOFs аккуратно опускаются на воду из концентрированной дисперсии толуола (как показано на рисунке 4A), за несколько секунд образуется монослой с радужным видом. Кроме того, использование пресс-формы из медной проволоки для подъема этого монослоя и.......
Существует несколько критических этапов, на которых требуется особое внимание к деталям для успешного синтеза привитых полимерами MOF, которые будут производить SAMM. Во-первых, мономеры, используемые в полимеризации RAFT, дополняются ингибиторами или стабилизаторами во время хранения для.......
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
М.К. был поддержан грантом Национального научного фонда, отделения химии в рамках премии No. ЧЕ-2153240. Дополнительная поддержка в отношении материалов и расходных материалов была предоставлена Департаментом энергетики, Управлением фундаментальных энергетических наук, Отделом материаловедения и инженерии в рамках гранта No. ДЭ-FG02-08ER46519. Визуализация SEM была частично выполнена в Нанотехнологической инфраструктуре Сан-Диего (SDNI) Калифорнийского университета в Сан-Диего, входящей в Национальную скоординированную инфраструктуру нанотехнологий, которая поддерживается Национальным научным фондом (ECCS-1542148).
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionic acid (DDMAT) | Sigma-Aldrich | 723010 | 98% |
10 mL Single Neck RBF | Chemglass | CG-1506-82 | 14/20 Outer Joint |
Acetone | Fisher Chemical | A18-20 | ACS Grade |
Allegra X-30R Centrifuge | BECKMAN COULTER | B06320 | 1.6 L max capacity, 18,000 RPM, 29,756 x g |
Analog Vortex Mixer | VWR | 10153-838 | 300 - 3,200 rpm |
cat-DDMAT | Prepared according to literature procedure (ref. 17). | ||
Centrifuge Tube, 50 mL / 15 mL | CORNING | 430291 / 430766 | Conical Bottom with plug seal cap, polypropylene |
Chloroform | Fisher Chemical | AC423550040 | 99.8% |
Conventional needles | Becton Dickinson | 382903051670 | 21 G x 1 1/2 |
Copper wire | Malin Co. | No. 30 B & S GAUGE | |
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Fisher Bioreagents | BP231-1 | >=99.7% |
Disposable Pasteur Pipets | Fisher Scientific | 13-678-20C | Borosilicate Glass |
Ethanol | KOPTEC | V1001 | 200 proof ethanol |
Glass Scintillation Vial, 20 mL | KIMBIL | 74508-20 | |
Graduated Cylinder, 10 mL | KIMBIL | 20024-10 | |
Hypodermic Needles | Air-Tite | N224 | 22 G x 4'' |
Methanol | Fisher Chemical | A412-20 | 99.8% |
Methyl Acrylate | Aldrich Chemistry | M27301 | 99%, contains =< 100 ppm monomethyl ether hydroquinone as inhibitor |
Micropipette P10 (1 - 10 µL) | GILSON | F144055M | PIPETMAN, Metal Ejector |
Micropipette P1000 (100 - 1,000 µL) | GILSON | F144059M | PIPETMAN, Metal Ejector |
Micropipette P20 (2 - 20 µL) | GILSON | F144056M | PIPETMAN, Metal Ejector |
Microscope cover glass | Fisher Scientific | 12542A | 18 mm x 18 mm |
NN-Dimerhylformamide (DMF) | Fisher Chemical | D119-4 | 99.8% |
Petri Dish, Stackable Lid | Fisher Scientific | FB0875713A | 60 mm x 15 mm |
Septum Stopper | Chemglass | CG302401 | 14/20 - 14/35 |
Stir Bar | Chemglass | CG-2005T-01 | Magnetic, PTFE, Turbo, Rare Earth, Elliptical, 10 x 6mm |
SuperNuova+ Stirring Hot Plate | Thermo Scientific | SP88857190 | 50 - 1,500 rpm, 30 - 450 °C |
Toluene | Fisher Chemical | T324-4 | 99.5% |
Tris[2-phenylpyridinato-C2,N]iridium(III) (Ir(ppy)3) | Sigma-Aldrich | 688096 | 97% |
UiO-66 (120 nm edge length) | Prepared according to literature procedure (ref. 18). | ||
Ultrasonic Cleaner CPX3800H | EMERSON / BRANSON | CPX-952-318R | 40 kHz, 5.7 L |
Waterproof Flexible LED Strip Light | ALITOVE | ALT-5B300WPBK | 16.4 ft 5050 Blue LED |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved