异质形Cu-MOF薄膜的水敏感性:以3D为导向的MOF超结构的溶解和再结晶

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学 化学 化学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 面向3D的金属有机框架 (MOF) 薄膜由于其异型特性,对传感和光子应用具有前景.
• 它们的整合到设备中需要了解它们的稳定性,特别是在潮湿的环境中,这仍然未被探索.
• 这项研究的重点是对异质上培养的MOF薄膜的水解稳定性.

研究的目的:

• 研究在不同湿度条件下对齐的2D和3D铜基MOF薄膜的结构演变.
• 为了确定DABCO支柱连接体对这些MOF薄膜的水解稳定性的影响.
• 探索MOF到MOF转换在制造3D导向超结构中的潜力.

主要方法:

• 从Cu(OH) 2涂层中制备3D导向的基于Cu的MOF薄膜 (Cu2L2和Cu2L2DABCO).
• 将MOF薄膜暴露在50%的RH,80%的RH和液态水中.
• 使用X射线衍射,红外光谱,扫描电子显微镜,现场同步子实验,时间分辨率AFM和电子衍射进行分析.

主要成果:

• 水解稳定性严重依赖于DABCO支柱连接体的存在.
• 2D MOF 层保持完整,而 Cu2L2DABCO 薄膜显示出水解.
• 在含水量高的环境中,3D导向的Cu2 ((BDC) 2DABCO转化为3D导向的Cu2 ((BDC) 2).

结论:

• 结果为设备应用提供了面向MOF薄膜稳定性的关键数据.
• 在潮湿条件下,DABCO配体显著影响MOF的稳定性.
• MOF到MOF的转换为制造面向3D的MOF超结构提供了一条新的路线.