Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Кислород может помочь в синтезе металлоорганических каркасов

Кислород может помочь в синтезе металлоорганических каркасов

Опубликовал: Admin, 25-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 58, 0

Кислород может помочь в синтезе металлоорганических каркасов

Металлоорганические каркасы, или MOF, состоят из ионов металлов, периодически окруженных органическими мостиковыми молекулами, и эти гибридные кристаллические каркасы имеют полую структуру, подобную клетке. Этот уникальный структурный мотив предлагает большой потенциал для ряда приложений в области накопления энергии, химических превращений, оптоэлектроники, хеморезистивного зондирования и (фото) электрокатализа, среди прочего. Дебютировавшие в начале 2000-х годов, MOF представляют собой удивительный наноматериал. Хотя во многих приложениях используются MOF, мало что известно о том, как кислород может работать в синтезе MOF.

Под руководством директора Родни С. Руоффа и старшего химика доктора Йи Цзяна химики из Центра многомерных углеродных материалов (CMCM) Института фундаментальных наук (IBS), расположенного в Ульсанском национальном институте науки и технологий (UNIST), в сотрудничестве с их коллеги из UNIST и Sungkyunkwan University (SKKU) определили, как кислород влияет на синтез романа MOF; медь 135-триамино-246-бензнетриол металлоорганический каркас[Cu3(TABTO)2-MOF]. Их выводы были опубликованы в недавней статье в Журнал Американского химического общества .

«Поскольку органические окислительно-восстановительные лиганды обычно чувствительны к кислороду, присутствие кислорода не приветствуется во многих органических реакциях. Однако кислород может быть полезным для синтеза некоторых MOF на основе окислительно-восстановительных лигандов, но многие химики не осознавали это », - отмечает д-р И Цзян, первый автор исследования. Исследователи синтезировали двумерный сопряженный MX2Y2-тип (M = металл, X, Y = N, S, O и X ≠ Y) Cu 3 (ТАБТО) 2 -MOF на основе редокс-активного лиганда (135-триамино-246-бензолтриол). Роль кислорода в синтезе этого MOF была определена путем сравнения результатов экспериментов на воздухе и в инертном газе (аргон): чистая Cu 3 (ТАБТО) 2 -MOF был получен в присутствии кислорода, но Cu 3 (ТАБТО) 2 -MOF вместе с металлической медью образуется в отсутствие кислорода. Доктор Цзян добавляет: «Наше исследование предполагает, что кислород не позволяет этим лигандам восстанавливать ионы Cu (I и II) до металлической Cu, облегчая синтез чистого MOF».

Они также обнаружили, что Cu 3 (ТАБТО) 2 -MOF стал электропроводным после химического окисления йодом из-за образования CuI и носителей. Изначально это изолятор с почти нулевой электропроводностью. Легирование йодом обеспечивает 078 сименса на сантиметр электропроводности в Cu 3 (ТАБТО) 2 -MOF гранула, синтезированная на воздухе. Дальнейшие эксперименты и анализ позволили установить металлические характеристики материалов.

Моделируя структуру с помощью детальных расчетов теории функционала плотности (DFT), исследователи также экспериментально изучили структуру этого двумерного MOF с помощью дифракции рентгеновских лучей, диффузного отражения в УФ-видимой области, рентгеновских фотоэлектронов, электронного парамагнитного резонанса и рамановской спектроскопии. .

«Наша работа способствовала фундаментальному пониманию роли кислорода в синтезе MOF на основе окислительно-восстановительных лигандов и должна вдохновить сообщество уделять больше внимания той роли, которую кислород может играть в синтезе MOF на основе окислительно-восстановительных лигандов. ", - говорит директор Родни С. Руофф, автор-корреспондент исследования. Д-р Цзян далее поясняет: «Большая часть работ в этой области сосредоточена на синтезе MOF типа MX4 (M = металл, X = N, O или S) на основе окислительно-восстановительных лигандов. Синтез новых электропроводящих MOF, которые не являются MX4-типом, это одновременно сложная и значимая работа. Как синтезированная, так и легированная йодом Cu 3 (TABTO) 2 -MOF могут быть полезны в катализе и в приложениях, связанных с энергией ».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии