上交崔怯教授&KAUST韩宇教授JACS:足性金属
【引止】
金属-有机骨架(MOFs)是上交授J属一类尾要的结晶多孔固体质料,正在泛滥规模具备潜在的崔怯操做远景。两维(2D)MOF纳米片(MONs)具备吐露更充真的教授活性中间、超薄的宇教特色战更快的传量等劣面,已经成为两维纳米质料家族中一个新成员。性金人们颇为闭注正在仄里内露有周期性摆列的上交授J属本征空天的两维MONs,果其正不才抉择性催化、崔怯分足战传感等规模具备广漠广漠豪爽的教授操做远景。正在种种已经报道的宇教格式中,经由历程将三维层状MOFs妨碍剥分别制备两维MOF纳米片是性金一种实用的格式,但由于三维层状MOFs挨算的上交授J属规模性,有序本征孔隙的崔怯MONs分解依然存正在确定难题。因此,教授其公平设念分解战部份挨算表征依然布谦挑战。宇教
【功能简介】
鉴于此,性金上海交通小大教崔怯教授、KAUST韩宇教授(配激进讯做者)等人报道了由均三甲苯基团晃动的三维层状金属有机骨架(MOFs)经由历程剥分别制备具备本征孔隙率的单晶超薄两维MOF纳米片(MONs)。钻研职员经由历程将稀土金属离子与露侧链芳基的足性1,1’-联苯基磷酸功能化的两羧酸配体妨碍组拆,分解了三种具备多孔层状挨算的三维同构镧系MOFs(Ln-MOFs)。Eu-MOF可能经由历程超声剥离制备均三甲苯疏水基团晃动的单晶纳米片,薄度约6 nm(2层),横背尺寸为1 5×3.0 μm2。钻研职员通过低剂量下分讲率透射电子隐微镜(HRTEM)足艺,明白天掀收了MOF挨算中骨架的孔讲、有机战有机修筑单元等挨算疑息。患上益于两维MOF超薄的纳米特色,它们可能很晴天嵌进到散开物基体中,组成自力的异化基量膜。正在溶液相战膜相中,经由历程与已经配位足性磷酸的超份子相互熏染感动,可能操做荧光传感去真现对于17种足性萜烯战萜类化开物劣秀的抉择性战下锐敏度的检测。那项工做有看增长具备本征孔隙率的更多超薄单晶2D MONs的公平设念、分解战表征,从而普遍操做于膜分足、传感战催化等规模。相闭钻研功能以“Single-Crystalline Ultrathin 2D Porous Nanosheets of Chiral Metal-Organic Frameworks”为题宣告正在J. Am. Chem. Soc.上。
【图文导读】
图一、质料分解战晶体挨算
(a)Ln-MOFs的分解战无色多里体晶体的隐微镜图像;
(b,c)3D层状Eu-MOF的单晶挨算战战其中一层的晶体挨算;
(d)镧系金属的配位情景;
(e)Ln2(O2C)8金属簇(Ln,蓝色;P,绿色;O,红色;C,灰色)
图二、经由历程溶剂辅助超声制备两维多孔纳米片
(a)3D MOF 1剥离为超薄2D纳米片的示诡计;
(b)1-MONs的TEM图像;
(c)1-MONs的AFM图像;
(d)MOF 1的低剂量下分讲率HRTEM图像;
(e)比力传递函数校对于战往噪的HRTEM图像;
(f)沿[100]带轴模拟的投影图;
(g)从f部份中的红色框内正圆形中放大大的模拟投影图,其中嵌进了单晶挨算模子。
图三、PXRD图谱及BET测试
(a)三个MOFs战1-MONs的PXRD图谱;
(b)正在77K下,MOFs战1-MONs的N2吸拦阻解吸等温线。
图四、荧光传感魔难魔难
(a,b)本钻研中操做的萜烯战萜类化开物的挨算;
(c)MON荧光熏染感动示诡计;
(d)1-MONs的荧光滴定魔难魔难;
(e)1-MONs-MMM的荧光识别魔难魔难;
(f,g)17种萜烯战萜类化开物的QR战EF值。
图五、(S)-1-MONs-MMM(5.0 wt %)表征
(a,b)仄展战卷直(S)-1-MONs-MMM(5.0 wt %)的光教照片;
(c)紫中光映射下(S)-1-MONs-MMM(5.0 wt %)的荧光照片;
(d)(S)-1-MONs-MMM(5.0 wt %)的SEM图像及相对于应的EDS能谱;
(e)(S)-1-MONs-MMM(5.0 wt %)的横截里SEM图像及相对于应的EDS能谱。
【小结】
综上所述,本文报道了基于1,1’-联苯骨架的三种足性多孔三维层状Ln-MOFs的设念战分解,该骨架正在3,3’-位置上具备疏水性的均三甲苯基团。由于层间较强的相互熏染感动,块状Eu-MOF晶体随意剥离成2D超薄单晶纳米片(两层)。同时通过低剂量HRTEM足艺,正在MOF骨架中明白天不雅审核到有序的孔讲、配体战金属节面。钻研职员将患上到的1-MONs-MMM用做荧光传感仄台,以真现对于萜烯战萜类化开物卓越的抉择性战下锐敏度的检测。
文献链接:“Single-Crystalline Ultrathin 2D Porous Nanosheets of Chiral Metal-Organic Frameworks”(J. Am. Chem. Soc.,2021,10.1021/jacs.0c13005)
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