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ATOFMS在合成功能性材料的应用
发表时间:2020-05-18阅读次数:40次

        有机金属聚合物(MOFs)是一种复合材料,通过有机配体与金属离子或者金属离子团簇之间的结合而成。MOFs是高度多孔,晶体状的固体颗粒,具有很高的物理化学稳定特性,在气体吸附、分离、以及催化方面的应用备受关注。虽然MOFs具有很稳定的结构,但有研究表明,在温和的条件下通过进行配体交换后合成方法不仅能够在MOFs上引入功能化配体,还可以对原有的功能性配体进行修正。
 

         Kim 等人(2011)[1]证实基于-Zr(IV) 的惰性的UiO-66 MOFs能够以溶剂依赖的方式发生配体交换过程,从而对MOFs进行功能性引入或者修正。在实验中,利用单颗粒气溶胶质谱仪(ATOFMS)对配体交换过程进行监测,从而观察并证实了配体交换过程。ATOFMS能够在单个颗粒层面上分析微晶体MOFs的化学组成,能够提供整体分析所不能得到的信息。
 

         Fig.  ATOFMS 监测到的MOFs配体交换过程中的特征性正负离子谱图:a、b为 UiO-66-NH2 颗粒;c、d为UiO-66-Br颗粒;e、f为UiO-66-(Br)(NH2)颗粒
 

         上述应用证明了ATOFMS是分析微晶材料的一种重要工具,揭示晶体材料的潜在不稳定性,并且可以监测配体交换过程从而对材料的结构进行分析,对于合成高功能性 MOFs材料具有重要的作用。

 

[1] Postsynthetic ligand exchange as a route to functionalization of ‘inert’ metal–organic frameworks. M. Kim, J. F. Cahill, Y. Su, K. Prather and S. Cohen. Chemical Science. 2011. DOI: 10.1039/c1sc00394a.

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