研究进展:Nature Protocols-分级多孔 | 金属-有机骨架MOF材料

文摘   2024-12-04 21:56   北京  

金属-有机骨架材料Metal-organic frameworks,MOFs因其高孔隙率和表面积,而呈现广泛的应用前景。然而,大多数传统的金属-有机骨架材料MOFs只具有微孔,对大于2nm物质的可及性,非常有限,特别是像一些蛋白质这样的功能性生物大分子。在金属-有机骨架材料MOFs中,产生适当大的孔径,同时避免骨架坍塌是,极具挑战的。

近日,美国 得克萨斯农工大学(Texas A&M University)Kun-Yu Wang,Shuai Yuan,Liang Feng,Hong-Cai Zhou等,南京大学袁帅Shuai Yuan,在Nature Protocols上发文,通过三种简单有效的技术,即索氏洗涤 Soxhlet washing、连接子水解linker hydrolysis和连接子热解linker thermolysis,在微孔金属-有机骨架材料MOFs中,生成介孔。
这些合成后消除方法已应用于选定的金属-有机骨架材料MOFs,包括PCN-250、PCN-160和UiO-66,并可控地生成具有分级孔道和高稳定性的金属-有机骨架材料MOFs。该项研究展示了可重复和直接的方法,产生了具有中孔优势的分级多孔材料,同时借用了微孔框架的稳健性。
所有的程序,都可以在多克规模和小于6小时的操作时间内可靠地进行,这代表了在金属-有机骨架材料MOF合成领域的重大努力。这些多级孔金属-有机骨架材料MOFs,在作为高效吸附剂、催化剂和药物载体等方面,呈现了广泛的应用前景。

Creating hierarchical pores in metal–organic frameworks via postsynthetic reactions. 
通过合成后反应,在金属-有机骨架中创建分级孔隙。

图1:索氏(Soxhlet)提取法、连接子水解linker hydrolysis和连接子热解linker thermolysis示意图。

图2:羧基配体合成,所有这些都可以在没有柱纯化column purification情况下以克级完成。


图3:1, 3,3′,5,5′-azobenzene-tetracarboxylic acid,H4ABTC和PCN-250合成步骤示意图。


图4:图示H2AZDC、H2CBAB、PCN-160和PCN-160-R%合成步骤。


图5:合成2的设备设置。


图6:UiO-66-NH2-R%合成和连接子热分解的示意图。


图7:索氏Soxhlet washing前后,PCN-250氮吸附。


图8:连接子水解前后,PCN-160-CBAB-R%氮吸附。


图9:在350°C处理前后,UiO-66-NH2-R%氮吸附。


文献链接:https://www.nature.com/articles/s41596-022-00759-7
DOI: https://doi.org/10.1038/s41596-022-00759-7
本文译自Nature。


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