マイクロおよびメソポラス金属-有機フレームワークベースの多孔な液体を作る一般的な方法

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• ナノテクノロジー

背景:

• 多孔性液体 (PLs) は,固体の多孔性と液体の流動性を組み合わせることでユニークな利点を提供します.
• 先進的なアプリケーションでは,多孔性を保持した安定で機能的なPLの開発が不可欠です.
• メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は,調節可能な特性を持つ高孔性の材料ですが,液体システムへの統合は困難です.

研究 の 目的:

• 機能化されたMOF粒子とポリ・ディメチルシロキサン (PDMS) を使って新種の多孔性液体を合成し,特徴づけること.
• 開発された多孔性の液体の安定性,流動性,ガス吸収性を評価する.
• 液体システムにおけるMOFの多孔性を維持するPDMSの調節性を実証する.

主な方法:

• 分散のために機能化されたイソレチキュラー UiO-66 MOF 粒子の合成.
• PDMSにおけるMOF粒子の安定化のために,非共振的表面誘導制御基ポリメリゼーションを使用する.
• 低圧ガスソープションイソテルム (CO2,N2,XE,H2O) を用いた多孔性の液体の特性
• コロイドの安定性と多孔性に対する長期保存効果の評価

主要な成果:

• PDMSマトリックスで分散したMOF粒子で均質でコロイド的に安定した多孔性液体が得られる.
• 多孔性の液体は低蒸気圧,高い熱安定性,そして -35 °Cまでの流動性を示した.
• 15ヶ月の保存後でも,MOFの吸収特性と永久の毛細さが保持されていることが実証されています.
• メソポラスMIL-101 (Cr) MOFの毛細さを維持するためにPDMSの分子量とアーキテクチャの調節性を示した.

結論:

• PDMSのMOF粒子を基にした,新しい,安定した,流動性のある液体類が成功裏に開発されました.
• これらの多孔な液体は,親MOFのガス吸収能力を効果的に保持します.
• これらの発見は,調整可能な特性を持つガスの分離と貯蔵を含む様々な用途におけるこれらの材料の可能性を強調しています.