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Updated: May 30, 2026
08:42
Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks (COFs): A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface
Published on: July 10, 2017
Estabilidad hidrolítica mejorada de los marcos orgánicos covalentes bidimensionales alquilados de autoensamblaje
Laura M Lanni1, R William Tilford, Muktha Bharathy
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of South Carolina, Columbia, 29208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|August 3, 2011
Resumen
La alquilación en los poros de las estructuras orgánicas covalentes (COF) mejora significativamente su estabilidad en entornos acuosos. Los COF alquilados muestran una mejor integridad estructural y retención de porosidad en comparación con los marcos no alquilados, lo que demuestra un aumento de 50 veces en la estabilidad.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.
- Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.
Sus antecedentes:
- Las estructuras orgánicas covalentes (COF) son polímeros porosos cristalinos con propiedades sintonizables.
- Los FOC ligados al éster de boronato son susceptibles a la hidrólisis en ambientes acuosos, lo que limita sus aplicaciones.
- La comprensión de los factores que influyen en la estabilidad de COF es crucial para el desarrollo de materiales robustos.
Objetivo del estudio:
- Investigar el impacto de la alquilación de poros en la estabilidad de los FOCs bidimensionales ester-enlazados al boronato en medios acuosos.
- Para comparar la estabilidad hidrolítica de los COF alquilados con los COF no alquilados.
- Cuantificar el efecto protector de la alquilación contra la hidrólisis y la pérdida de porosidad.
Principales métodos:
- Síntesis y caracterización de los COFs de poros desnudos (COF-18Å, COF-5) y de los COFs de poros alquilados (COF-16Å (metilo), COF-14Å (etilo), COF-11Å (propilo)).
- Exposición de los COF a ambientes acuosos (neutro, ácido, básico) y evaluación de la porosidad utilizando el análisis BET.
- Monitoreo de la integridad estructural y la liberación de monómeros a través de SEM, espectroscopia de absorción y RMN de 1H.
- Evaluación de los cambios de cristalinidad utilizando difracción de rayos X.
Principales resultados:
- Los COF no alquilados (COF-18Å, COF-5) se hidrolizan rápidamente en medios acuosos, perdiendo casi toda la porosidad y la cristalinidad.
- Los COF alquilados (COF-16Å, COF-14Å, COF-11Å) mostraron una estabilidad significativamente mejorada, con solo una disminución del ~25% en la porosidad y una disminución del ~40% en la cristalinidad.
- La velocidad de hidrólisis fue dependiente del pH, siendo más rápida en medios acuosos básicos.
- COF-11Å (propilo-alquilado) demostró hasta un aumento de 50 veces en la estabilidad en comparación con COF-18Å (no-alquilado).
Conclusiones:
- La alquilación de poros es una estrategia efectiva para mejorar la estabilidad hidrolítica de los FOC ligados al éster de boronato.
- Los COF alquilados conservan una porosidad y una integridad estructural significativas en ambientes acuosos, a diferencia de sus contrapartes no alquiladas.
- Estos hallazgos permiten el diseño de COF más duraderos para aplicaciones que requieren exposición al agua o condiciones húmedas.
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