Nový pohled na vznik MOFů

MOFy (Metal-Organic Frameworks) jsou sloučeniny patřící do skupiny koordinačních polymerů. Jde o kovové ionty nebo klastry, které jsou koordinovány organickými ligandy a vytvářejí 1D, 2D nebo 3D-struktury. Tyto polymery jsou také často porézní.[1]

Porézní materiály jsou v současnosti velmi důležité, setkáváme se s nimi v katalýze, používají se pro zachytávání a ukládání plynů, atd. Mezi přírodní porézní látky patří zeolity, aluminosilikáty, které se často využívají jako molekulová síta, např. pro zachytávání vody.[2]

Zeolit ZSM5

Zeolit ZSM5 – Zdroj: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Zeolite-ZSM-5-vdW.png

Výzkumná skupina profesora Choe představila novou strategii, jak lze tyto látky připravovat.[3] Významnou inovací jejich metody je možnost velmi dobré kontroly vznikající krystalické struktury. Dokáží vyrobit, jak klasické core-shell částice, tzn. že jádro je tvořeno jednou sloučeninou a obal druhou, tak i single-shell hollow částice, kde je jádro z core-shell odleptáno a konečně i double-shell hollow, tj. duté částice obsahující dva koncentrické pláště. (Ilustrace lze najít třeba zde).

Při syntéze vycházeli z MOPů (metal-organic polyhedron), tj. klastrů tvořených komplexy kovu s organickými ligandy, konkrétně cuo-MOP, což je kubooktaedr tvořený 12 jednotkami Cu2(COO)4. Tento klastr reagoval s ligandem (dabco, 1,4-diazabicyklo[2.2.2]oktan) za hydrotermálních podmínek, tím došlo k propojení klastrů a vzniku nanočástice core-shell MOF@MOP (skořápku tvořil MOF, v jádru částice byl MOP) a následně byl MOP rozpuštěn v methanolu, ve kterém je vznikající MOF nerozpustný.

Kubooktaedr

Kubooktaedr, zdroj: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cuboctahedron.jpg

Tato nová metoda přípravy MOFů může být důležitým krokem k syntéze zcela nových typů mikroporézních materiálů s průměry pórů pod 2 nm, stejně jako makroporézních materiálů s póry o průměru 20-50 nm, příp. i většími. Tyto materiály nacházejí využití v katalýze, adsorpci i v separačních procesech.

Odkazy

  1. Metal-organic framework
  2. Zeolite
  3. Evolution of form in metal–organic frameworks

Leave a Reply