金属有机框架与Hexakis(4-carboxyphenyl) :扩展到网状化学和引入可折叠网
Francoise M Amombo Noa1, Erik Svensson Grape2, Steffen M Brülls1
1Chemistry and Biochemistry, Department of Chemistry and Chemical Engineering, Chalmers University of Technology, SE-41296 Gothenburg, Sweden.
Journal of the American Chemical Society
|April 22, 2020
概括
使用六角链接器合成了9个新的金属有机框架 (MOF),展示了多样化的网络拓和不同的CO2/N2吸收. 引入了"可折叠网络拓"的新概念,影响了MOF设计.
科学领域:
- 材料化学 材料化学
- 晶体学 晶体学是指结晶学.
- 超分子化学 超分子化学
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 是多功能多孔材料,具有可调节的结构和特性.
- 具有特定网络拓的MOF的合理设计对于高级应用至关重要.
- 六角形连接器为构建复杂的MOF架构提供了独特的可能性.
研究的目的:
- 通过六角形的1,2,3,4,5,6-hexakis(4-carboxyphenyl) benzene (H6cpb) 连接器合成和描述新型的MOF.
- 为了研究合成的MOFs的气体吸附特性 (CO2/N2).
- 探索"可折叠网络拓"的概念及其对MOF设计的影响.
主要方法:
- 使用各种金属离子 (Bi,Cu,Fe,Co,Zn) 和调制剂 (酸,酸) 的溶热合成.
- 粉末X射线衍射 (PXRD) 用于结构确定和网络拓分析 (rtl, kgd, yav, sql, laf).
- 布鲁纳尔-埃梅特-泰勒 (BET) 表面积分析和气体吸附测量 (CO2,N2) 在298 K.
- 飞行时间二次离子质谱 (ToF-SIMS) 用于研究吸附概况.
主要成果:
- 九个MOF (CTH-6到CTH-13,Zn-MOF-888) 已成功合成,显示各种网络拓,包括像'laf'这样的新网络拓.
- BET的表面积在34至303 m2/g之间,MOF显示出相对于N2.2的首选CO2吸收.
- "拉夫"网和其他已识别的网 (cds,ths等) 证明了"可折叠的网络拓",能够在3D和2D形式之间进行过渡.
- ToF-SIMS证实透到CTH-7晶体中,这表明它对于研究吸附深度配置文件的实用性.
结论:
- 这项研究证明了H6cpb链接器在创建多样化的MOF结构和网络拓学的多功能性.
- "可折叠网络拓"为设计动态和响应式MOF提供了一个新的范式,可能会影响MOF的"呼吸"行为.
- ToF-SIMS是一种有价值的技术,用于描述MOF晶体内的客分子扩散和吸附.
