Name: a technical guide for performing spectroscopic measurements on metal-organic frameworks
Uploaded: 2023-04-28T13:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Technical Guide for Performing Spectroscopic Measurements on Metal-Organic Frameworks at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door het Ministerie van Energie onder Grant DE-SC0012446.

1. Bereiding van MOF-suspensies met behulp van een polymeerstabilisator
<ol><li>Weeg 50 mg bis-amino-geëindigd polyethyleenglycol (PNH2, Mn ~1.500) af (zie materiaaltabel) en breng over in een injectieflacon met één dram (materiaaltabel). Weeg 1-5 mg PCN-222(fb) af (zie synthetisch protocol11) en plaats het in dezelfde injectieflacon met PNH2. OPMERKING: Om de best mogelijke MOF-suspensies te verkrijgen, mo...

Hoewel de bovenstaande resultaten en het protocol algemene richtlijnen afbakenen voor het minimaliseren van verstrooiing van MOFs in spectroscopische karakterisering, is er een grote variabiliteit in MOF-deeltjesgrootte en -structuur die van invloed is op spectroscopische resultaten en daarom de interpretatiemethoden vervaagt. Om de interpretatie te verduidelijken en de belasting te verlichten die gepaard gaat met het analyseren van MOF-spectroscopische gegevens, is het vinden van een procedure om de MOFs zo klein mogeli...

Metaal-organische raamwerken (MOF's) zijn samengesteld uit metaaloxideknopen verbonden door organische moleculen, die hiërarchische poreuze structuren vormen wanneer hun samenstellende delen samen reageren onder solvotherme omstandigheden1. Permanent poreuze MOFs werden voor het eerst gemeld in de vroege jaren 2000, en sindsdien is het ontluikende veld uitgebreid tot een breed scala aan toepassingen, gezien de unieke tunability van hun structurele componenten 2,3,4,5,6,7. Tijdens de groei van het veld van MOFs zijn er een handvol onderzoekers geweest die fotoactieve materialen hebben opgenomen in de knooppunten, liganden en poriën van MOFs om hun potentieel te benutten in lichtgestuurde processen, zoals fotokatalyse 8,9,10,11, upconversie 12,13,14,15,16 en foto-elektrochemie 17,18. Een handvol van de lichtgestuurde processen van MOFs draait om energie- en elektronenoverdracht tussen donoren en acceptoren 17,19,20,21,22,23,24,25. De twee meest gebruikte technieken om energie- en elektronenoverdracht in moleculaire systemen te bestuderen zijn emissie- en transiënte absorptiespectroscopie26,27.
Veel onderzoek naar MOFs heeft zich gericht op emissiekarakterisering, gezien het relatieve gemak bij het voorbereiden van monsters, het uitvoeren van metingen en (relatief) eenvoudige analyse 19,22,23,24,28. Energieoverdracht manifesteert zich doorgaans als een verlies in de emissie-intensiteit en levensduur van de donor en een toename van de emissie-intensiteit van de acceptor die in de MOF-backbonewordt geladen 19,23,28. Bewijs van ladingsoverdracht in een MOF manifesteert zich als een afname van de emissie kwantumopbrengst en levensduur van de chromofoor in de MOF29,30. Hoewel emissiespectroscopie een krachtig hulpmiddel is bij de analyse van MOFs, behandelt het slechts een deel van de benodigde informatie om een volledig mechanistisch begrip van MOF-fotochemie te presenteren. Transiënte absorptiespectroscopie kan niet alleen ondersteuning bieden voor het bestaan van energie- en ladingsoverdracht, maar de methode kan ook spectrale handtekeningen detecteren die verband houden met het niet-emissive singlet- en triplet-aangeslagen toestandsgedrag, waardoor het een van de meest veelzijdige hulpmiddelen is voor karakterisering31,32,33.
De belangrijkste reden waarom robuustere karakteriseringstechnieken zoals transiënte absorptiespectroscopie zelden worden toegepast op MOFs is te wijten aan de moeilijkheid om monsters met minimale verstrooiing voor te bereiden, vooral met suspensies34. In de weinige studies die met succes voorbijgaande absorptie op MOFs uitvoeren, zijn de MOFs < 500 nm groot, met enkele uitzonderingen, wat het belang benadrukt van het verminderen van de deeltjesgrootte om verstrooiing 15,21,25,35,36,37 te minimaliseren. Andere studies maken gebruik van MOF dunne films17 of SURMOFs38,39,40 om het scatterprobleem te omzeilen; Vanuit het oogpunt van toepasbaarheid is het gebruik ervan echter vrij beperkt. Bovendien hebben sommige onderzoeksgroepen polymeerfilms gemaakt van MOFs met Nafion of polystyreen34, waarbij de eerste enige bezorgdheid oproept over de stabiliteit gezien de zeer zure sulfonaatgroepen op Nafion. Geïnspireerd door de bereiding van colloïdale halfgeleidersuspensies 41,42, hebben we veel succes geboekt met het gebruik van polymeren om MOF-deeltjes te helpen suspensissen en stabiliseren voor spectroscopische metingen11. In dit werk stellen we breed toepasbare richtlijnen vast die moeten worden gevolgd als het gaat om het voorbereiden van MOF-suspensies en het karakteriseren ervan met emissie-, nanoseconde (ns) en ultrasnelle (uf) transiënte absorptie (TA) spectroscopietechnieken.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 cm cuvette sample mount (SM1)</td>
			<td>Edinburgh Instruments</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL disposable syringes</td>
			<td>EXELINT</td>
			<td>26044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL disposable syringes</td>
			<td>EXELINT</td>
			<td>26252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-dram vials</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>CG490001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 nm syringe filters</td>
			<td>VWR</td>
			<td>28138-005</td>
			<td>The filters are made by Whatman/Cytiva, and their catalog number is 6809-1002</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 nm syringe filters</td>
			<td>Cytiva, Whatman</td>
			<td>6784-1302</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absorption spectrophotometer</td>
			<td>Agilent&#160;</td>
			<td>Cary 5000 Spectrophotometer</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetronitrile (ACN)</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>AA36423</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ar gas tank</td>
			<td>Linde/PraxAir</td>
			<td>P-4563</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bis amino-terminated polyethylene glycol (PNH2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>452572</td>
			<td>MOF suspending agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamping sample mount for nsTA (SM2)</td>
			<td>Ultrafast Systems</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Concave lens for telescope(CCL1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LD1613-A-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Convex lens for telescope (CVL1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LA1708-A-ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom 1 cm optical cell with 24/40 outer joint</td>
			<td>QuarkGlass</td>
			<td>QSE-1Q10-2440 (Spectrosil Cat #1-Q-10</td>
			<td>We requested the 1 cm cell to have a joint</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom 2mm optical cell with 14/20 outer joint</td>
			<td>QuarkGlass</td>
			<td>QSE-1Q2-1420 (Spectrosil Cat # 1-Q-2)</td>
			<td>We requested the 2 mm cell to have a joint</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>D119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dye laser (Nd:YAG pumped) for 415 nm output</td>
			<td>Sirah</td>
			<td>CobraStretch</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dye laser dye, Exalite 417</td>
			<td>Luxottica</td>
			<td>4170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Femtosecond laser</td>
			<td>Coherent</td>
			<td>Astrella</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorimeter&#160;</td>
			<td>Photon Technology Inc. (Horiba)</td>
			<td>QuantaMaster QM-200-4E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorimeter arc lamp, 75 W</td>
			<td>Newport</td>
			<td>6251NS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorimeter PMT</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>1527</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorimeter Software</td>
			<td>PTI/Horiba</td>
			<td>FelixGX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorimeter TCSPC Module</td>
			<td>Becker &#38; Hickl GmbH</td>
			<td>PMH-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lens mounts for telescope</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>LMR1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long purging needles</td>
			<td>STERiJECT</td>
			<td>PRE-22100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stirrer</td>
			<td>Ultrafast Systems</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mirror 1 (MM1) 350-700 nm</td>
			<td>Newport</td>
			<td>10Q20BB.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM1 mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>KM100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM1 post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>TR2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM1 post holder</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PH1.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM2 mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MFM05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM2,3 mirrors</td>
			<td>thorlabs</td>
			<td>BB03-E02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM2,3 post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MS3R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM2,3 post bases</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MBA1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM2,3 post holders</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MPH50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MM3 mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>MK05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mounting posts for telescope optics</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>TR4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanosecond TA Nd:YAG lasers</td>
			<td>Spectra-Physics</td>
			<td>QuantaRay INDI Nd:YAG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanosecond TA spectrometer</td>
			<td>Edinburgh Instruments</td>
			<td>LP980</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nsTA ICCD camera</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>Andor iStar ICCD camera</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nsTA PMT&#160;</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>R928</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical parametric amplifier</td>
			<td>Ultrafast Systems</td>
			<td>Apollo</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>S37440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pinhole wheel</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PHW16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pinhole wheel post base</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CF125C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pinhole wheel post holder</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PH1.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pinhole wheel post/mount assembly</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NDC-PM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>post bases for telescope optics</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CF125C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>post holders for telescope optics</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PH4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power detector for ns TA</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>S310C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism assembly (P2,3)</td>
			<td>Edinburgh Instruments</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism mount (P1)</td>
			<td>OWIS</td>
			<td>K50-FGS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism post (P1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>TR4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism post base (P1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CF125C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism post holder (P1)</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PH4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz prisms (P1-P3)</td>
			<td>Newport</td>
			<td>10SR20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber outer joint septa (14/20)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89097-540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber outer joint septa (24/40)</td>
			<td>ChemGlass</td>
			<td>CG-3022-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonication tip</td>
			<td>Branson</td>
			<td>product discontinued</td>
			<td>Closest alternative is 1/8&#34; diam. tip from iUltrasonic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Square ND filters</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NEK01S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stir bars</td>
			<td>StarnaCells/FisherSci</td>
			<td>NC9126395</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thorlabs power detector for ufTA</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>S401C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thorlabs power meter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PM100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tip sonicator</td>
			<td>Branson</td>
			<td>Digital Sonifer 450, product discontinued</td>
			<td>Closest alternative is SFX550 from iUltrasonic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon tubing</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>8Y589</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ufTA ND filter wheel</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NDC-25C-2-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ufTA ND filter wheel mount</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>NDC-PM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ufTA ND filter wheel post</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PH2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ufTA ND filter wheel post base</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>CF125C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ufTA pump alignment mirror</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PF10-03-F01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafast TA telescope assembly</td>
			<td>Ultrafast Systems</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Contact company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafast transient absorption spectrometer</td>
			<td>Ultrafast Systems</td>
			<td>HeliosFire</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xe arc probe lamp</td>
			<td>OSRAM</td>
			<td>4050300508788</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a technical guide for performing spectroscopic measurements on metal-organic frameworks

Metaal-organische raamwerken (MOF's) bieden een uniek platform om lichtgestuurde processen in solid-state materialen te begrijpen, gezien hun hoge structurele tunability. De progressie van op MOF gebaseerde fotochemie is echter belemmerd door de moeilijkheid om deze materialen spectraal te karakteriseren. Aangezien MOFs meestal groter zijn dan 100 nm, zijn ze gevoelig voor overmatige lichtverstrooiing, waardoor gegevens van waardevolle analytische hulpmiddelen zoals transiënte absorptie en emissiespectroscopie bijna niet te interpreteren zijn. Om zinvolle inzichten te krijgen in op MOF gebaseerde fotochemische en fysische processen, moet speciale aandacht worden besteed aan het goed voorbereiden van MOFs op spectroscopische metingen, evenals de experimentele opstellingen die gegevens van hogere kwaliteit verzamelen. Met deze overwegingen in het achterhoofd biedt deze gids een algemene benadering en een reeks richtlijnen voor het spectroscopisch onderzoek van MOFs. De gids behandelt de volgende belangrijke onderwerpen: (1) monstervoorbereidingsmethoden, (2) spectroscopische technieken/metingen met MOFs, (3) experimentele opstellingen, (3) controle-experimenten en (4) post-run stabiliteitskarakterisering. Met de juiste monstervoorbereiding en experimentele benaderingen zijn baanbrekende vorderingen in de richting van het fundamentele begrip van licht-MOF-interacties aanzienlijk haalbaarder.

De elektronische absorptiespectra van PCN-222(fb) met en zonder PNH2 en filtering zijn weergegeven in figuur 4. De MOF zonder PNH2 was gewoon tip-sonicated en verdund. Bij het vergelijken van de twee spectra is het grootste verschil de minimalisering van de basislijnverstrooiing, die zich manifesteert als een brede opwaartse absorptie met afnemende golflengten en ook de elektronische overgangen vrij merkbaar verbreedt. Voor verdere vergelijking is het PCN-222(fb)-ligand...

Watch this Scientific Journal Video about A Technical Guide for Performing Spectroscopic Measurements on Metal-Organic Frameworks at JoVE.com

A Technical Guide for Performing Spectroscopic Measurements on Metal-Organic Frameworks

Hier gebruiken we een polymeerstabilisator om metaal-organische raamwerk (MOF) suspensies te bereiden die een duidelijk verminderde verstrooiing vertonen in hun grondtoestand en voorbijgaande absorptiespectra. Met deze MOF-suspensies biedt het protocol verschillende richtlijnen om de MOFs spectroscopisch te karakteriseren om interpreteerbare gegevens op te leveren.

Een technische gids voor het uitvoeren van spectroscopische metingen aan metaal-organische raamwerken

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

Vaak is het meten van hoe licht interageert met metalen organische raamwerken, of MOF's, moeilijk vanwege hun sterk verstrooiende aard. Dit protocol is een eenvoudige en effectieve gids voor het voorbereiden van meetbare monsters voor zeer inzichtelijke spectroscopische technieken. De procedure is losjes gebaseerd op eerdere systemen met colloïdale halfgeleiders gestabiliseerd met polymeren.Het kan dus worden toegepast op verschillende systemen die de ophanging van materialen vereisen. Het grootste probleem met de procedure is dat deze moet worden afgestemd op het MOF-type. De beste aanpak is om de variabelen van deze procedure systematisch te screenen op de MOF.Begin met het bereiden van een suspensie van freebase PCN 222 met bis amino geëindigd polyethyleenglycol, of geamineerd PEG, in een geschikt oplosmiddel. Gebruik een tipsonicator om de suspensie gedurende twee tot vijf minuten te soniceren met een amplitude van 20 tot 30% met intervallen van twee seconden aan en twee seconden uit. Zorg voor een goede dispersie en homogeniteit van de suspensie na ultrasoonapparaat.Trek de suspensie in een verse plastic spuit van 10 milliliter. Verwijder de naald van de spuit en vervang deze door een 200 nanometer polytetrafluorethyleen, of PTFE, mesh spuitfilter. Laat het metalen organische raamwerk, of MOF, suspensie door het spuitfilter in een nieuwe schone injectieflacon gaan.Om de grootte van de straalvlek te verkleinen en de cuvette van twee millimeter te raken, stelt u een Galileïsche telescoop in met eerst een concave lens, of CCL-lens, gevolgd door een bolle lens of CVL-lens, die de laser raakt. Zorg ervoor dat de afstand tussen de twee lenzen ongeveer het verschil is tussen de twee brandpuntsafstanden van de lenzen. Open zowel de laser- als de sondeluiken en vervang de eerste monstermontagedeur, SM één, door de tweede monsterbevestigingsdeur, SM twee.En plaats een notitiekaart in de SM twee klembevestiging zodat de oriëntatie volledig naar de sondebalk is gericht. Stel vervolgens een reeks van drie minispiegels in met de naam MM één, twee, drie. Richt de inkomende laserstraal door de draaiknoppen op de P drie kinematische bevestiging ongeveer aan te passen aan het midden van MM één.Om de uitbreiding van de laserstraal van spiegel naar spiegel te minimaliseren, plaatst u MM twee voor MM één om de reflectiehoek tussen de twee spiegels te verlagen. Wanneer de straal ongeveer het midden van MM één raakt, draait u MM één zodat de gereflecteerde laserstraal MM twee in het midden raakt. Evenzo, wanneer de straal het midden van MM twee raakt, roteer deze dan zodat de gereflecteerde laserstraal MM drie in het midden raakt.Wanneer de straal ongeveer het midden van MM drie raakt, draait u MM drie om de gereflecteerde laserstraal de uitlijningsnotitiekaart op dezelfde plaats als de sondestraal te laten raken. Met behulp van de verticale en horizontale knoppen op de spiegels kunt u de posities van de laserstraal op elke spiegel en de notitiekaart nauwkeurig afstemmen, zodat de straal weinig tot geen clipping heeft gedurende zijn hele pad. Herhaal de uitlijning van de balk zoals eerder gedemonstreerd, met behulp van een cuvette van twee millimeter met een binnenverbinding van 14 bij 20, of SC twee, en 14 bij 20 rubberen septum.Plaats het monster in een klemmonsterbevestiging, of SM twee, volledig naar het pad van de sondebundel gericht. Verfijn vervolgens de laserstraalposities op elke spiegel en SM twee, met de verticale en horizontale knoppen op de spiegels. Roer het monster met een laag profiel matig en voer tijdelijke absorptie- of TA-metingen uit.Om de pomp en sondebundels uit te lijnen voor ultrasnelle transiënte absorptie of ultrasnelle TA-metingen, bereidt u eerst de chromofooroplossing voor zonder te spoelen. Schakel de ultrasnelle laserpompbron en spectrometer in. Open de optische parametrische versterkersoftware en stel deze in op de gewenste excitatiegolflengte.Open de ultrasnelle TA-spectrometersoftware en kies een tastervenster. Plaats de standaardcuvet in de monsterhouder in lijn met de sondebalk. Pas het vermogen van de pompbron aan met een neutraal dichtheids- of ND-filterwiel om indien nodig de pompbundel te zien.Plaats een witte notitiekaart tegen de cuvettezijde tegenover de pomp en sondebalk. Pas de pompspot op de notitiekaart aan met de draaiknoppen op de kinematische bevestiging, zodat deze verticaal op dezelfde hoogte staat als de sondebalk en horizontaal binnen één of twee millimeter naast de sondestraal. Stel zonder de notitiekaart de posities van de pompbundel nauwkeurig af om het hoogste TA-spectrale signaal te verkrijgen.Vervang de monstercelhouder met uitgelijnde pomp- en sondebundels door een gemonteerd gaatjeswiel met gaten van 2000 duizend tot 25 micron in het brandpunt van de laserstraal. Zorg ervoor dat het gaatjeswiel zich in de buurt van, zo niet precies, loodrecht op het pad van de laserstraal staat. Stel het pinholewiel zo in dat de laserstraal door het gaatje van 2000 micron gaat.Plaats vervolgens een detector die is bevestigd aan een vermogensmeter dicht aan de andere kant van het pinhole-wiel, zodat de hele laserstraal de detector raakt. Draai het wiel naar kleinere maten en meet het vermogen bij elke maat om de grootte van de bundelspot te bepalen. Om een lineaire vermogensresponscontrole uit te voeren, meet en registreert u, zodra de pomp- en sondebundels zijn uitgelijnd en het MOF-monster in de monsterhouder is geroerd, het gemiddelde pompvermogen met een vermogensmeter die is bevestigd aan een detector in het pad van de pompbundel.Verwijder de detector van het straalpad. Neem in de live view TA-modus het delta OD-signaal van het MOF-monster op verschillende punten in het TA-spectrum op, direct na de chirp-respons van ongeveer twee tot drie picoseconden. Plot de geregistreerde gegevenspunten als delta OD versus incidentvermogen in data-analysesoftware.Als er een lineaire vermogensrespons is, vormt de resulterende plot een rechte lijn, met de Y-intercept op nul. Als er een niet-lineaire vermogensrespons is, zoals verwacht, worden meestal significante afwijkingen van een lineaire curve waargenomen. Wanneer het elektronische absorptiespectrum van freebase PCN 222 wordt vergeleken met geamineerd PEG, vertoonde het spectrum van PCN 222 zonder geamineerde PEG en filtering een bredere elektronische overgang en een aanzienlijke basisverstrooiing.Zonder het gebruik van aminated peg waren de excitatie- en emissiespectra van freebase PCN 222 en de linker, H2TCPP in DMF, vrij goed uitgelijnd. De verschillen in emissielevensduur werden toegeschreven aan het blussen van energieoverdracht van geproïniseerde en geproteïniseerde H2TCPP-linkers. De TA-spectra van freebase PCN 222 zonder geamineerde PEG direct na de sorteerbandexcitatie op 415 nanometer vertoonden een aanzienlijke verstrooiing, waardoor het TA-spectrum steeds negatiever werd met afnemende golflengte.Dit stond in schril contrast met het spectrum van H2TCPP in oplossing. De kinetiek van H2TCPP en freebase PCN 222 zonder geamineerde PEG was ook sterk verschillend. Het spectrum van freebase PCN 222 met aminated PEG en zijn levensduur kwamen echter veel beter overeen met het H2TCPP TA-spectrum.Het ultrasnelle TA-spectrum van freebase PCN 222 met geamineerde PEG leek op dat van de linker in oplossing, met een grondtoestandbleekmiddel op ongeveer 420 nanometer en aangeslagen toestandsabsorpties aan weerszijden van het bleekmiddel. Al deze waarnemingen gaven aan dat het waargenomen signaal afkomstig was van de MOF en niet te wijten was aan verstrooiing. Het is van cruciaal belang om de spectra en kinetiek van de opgeloste MOF-linker te meten om te begrijpen wat te verwachten bij het onderzoeken van de spectra en kinetiek van de MOF zelf.Met deze techniek kunnen onderzoekers zich echt concentreren op het begrijpen van het gedrag van een monster wanneer het wordt blootgesteld aan licht, in plaats van manieren te vinden om een monster adequaat voor te bereiden op metingen.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Voorbereiding van hydrofobe Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition van perfluoralkanen voor de verwijdering van ammoniak

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

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Synthese en karakterisering van gefunctionaliseerde metaal-organische roosters

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

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

Synthese van een water-oplosbaar metaal-organisch complex Array

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Oppervlakte Functionalization van metaal-organische kaders voor verbeterde vochtbestendigheid

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

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks (MOFs)

Development of Heterogeneous Enantioselective Catalysts using Chiral Metal-Organic Frameworks MOFs

Ontwikkeling van heterogene enantioselectieve katalysatoren met behulp van chirale metaal-organische kaders (Mof's)

Substrate size discrimination by the pore size and homogeneity of the chiral environment at the reaction sites are important issues in the validation of ...

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. ...

Synthesis of Low-Valent MOFs from Multitopic Phosphine Linkers

Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers

Experimental Approaches for the Synthesis of Low-Valent Metal-Organic Frameworks from Multitopic Phosphine Linkers (Video) | JoVE 

Experimentele benaderingen voor de synthese van laagwaardige metaal-organische raamwerken uit multitopische fosfine-linkers

Metal-organic frameworks (MOFs) are the subject of intense research focus due to their potential applications in gas storage and separation, biomedicine, ...

Magnetometric Characterization of Redox-Active MOFs Solid-State Electrochemistry

Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks

Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks (Video) | JoVE 

Magnetometrische karakterisering van tussenproducten in de solid-state elektrochemie van redox-actieve metaal-organische raamwerken

Electrochemical energy storage has been a widely discussed application of redox-active metal-organic frameworks (MOFs) in the past 5 years. Although MOFs ...

Triazole and Tetrazole Functionalized Zr-MOFs Synthesis and Characterization

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

Functionalizing Metal-Organic Frameworks: Advancements, Challenges, and the Power of Post-Synthetic Ligand Exchange (Video) | JoVE

Synthese van triazol en tetrazol-gefunctionaliseerde Zr-gebaseerde metaal-organische raamwerken door post-synthetische liganduitwisseling

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

Preparation of the Metal&#45;Organic Framework &#40;MOF&#41; Sample for Nitrogen Porosimetry

Preparation of the Metal-Organic Framework (MOF) Sample for Nitrogen Porosimetry (Video) | JoVE 

Voorbereiding van het metaal-organische raamwerk (MOF)-monster voor stikstofporosimetrie