प्लाज्मा के माध्यम से हाइड्रोफोबिक धातु कार्बनिक चौखटे की तैयारी अमोनिया के लिए निकालना Perfluoroalkanes के रासायनिक वाष्प जमाव बढ़ी
Summary
इस के साथ साथ इस तरह अपनी स्थिरता और hydrophobicity बढ़ाने के लिए धातु कार्बनिक चौखटे के रूप में microporous सामग्री पर perfluoroalkanes के प्लाज्मा बढ़ाया रासायनिक वाष्प जमाव के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन किया जाता है. इसके अलावा, नमूने के मिलीग्राम मात्रा की सफलता के परीक्षण के विस्तार से वर्णन किया गया है.
Abstract
Perfluoroalkanes के प्लाज्मा बढ़ाया रासायनिक वाष्प जमाव (PECVD) लंबे सतहों गीला गुण ट्यूनिंग के लिए अध्ययन किया गया है. ऐसी धातु कार्बनिक चौखटे (MOFs) के रूप में उच्च सतह क्षेत्र microporous सामग्री, के लिए, अद्वितीय चुनौतियों PECVD उपचार के लिए खुद को प्रस्तुत करते हैं. इस के साथ साथ शर्तों नम करने के लिए पहले से अस्थिर था कि एक वित्त मंत्रालय के विकास के लिए प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है. प्रोटोकॉल (भी छीना -1 के रूप में जाना जाता है) घन बीटीसी, perfluoroalkanes की PECVD, आर्द्र परिस्थितियों में सामग्री का प्रबंध, और microporous सामग्री की मिलीग्राम मात्रा पर बाद में अमोनिया microbreakthrough प्रयोगों के साथ घन बीटीसी के उपचार के संश्लेषण का वर्णन करता है. पहले से PECVD विधियों द्वारा इलाज किया गया है कि सबसे अधिक सामग्री या सतहों की तुलना में जब घन बीटीसी एक अत्यंत उच्च सतह क्षेत्र (~ 1800 मीटर 2 / छ) है. ऐसे चैम्बर दबाव और इलाज समय के रूप में पैरामीटर perfluoroalkane प्लाज्मा के लिए प्रवेश सुनिश्चित करने और प्रतिक्रिया करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हैंआंतरिक वित्त मंत्रालय सतहों के साथ है. इसके अलावा, आगे यहाँ सेट अमोनिया microbreakthrough प्रयोगों के लिए प्रोटोकॉल परीक्षण गैसों और microporous सामग्री की एक किस्म के लिए उपयोग किया जा सकता है.
Introduction
धातु कार्बनिक चौखटे (MOFs) विषाक्त गैस हटाने 1-3 के लिए झरझरा सामग्री की एक अग्रणी वर्ग बन गए हैं. MOFs लक्षित रासायनिक बातचीत के लिए कार्यक्षमता दर्जी के लिए एक अभूतपूर्व क्षमता है. पहले एक असाधारण उच्च अमोनिया लोड हो रहा है पाया गया है (यह भी 2 छीना -1 या घन 3 (बीटीसी) के रूप में जाना जाता है) घन बीटीसी, लेकिन, इस सामग्री की संरचनात्मक स्थिरता 4 की लागत से है. घन बीटीसी पर आगे के अध्ययन नमी ही कई संभावित अनुप्रयोगों 5,6,21 के लिए अप्रभावी यह प्रतिपादन, वित्त मंत्रालय संरचना अपमानजनक करने में सक्षम है कि संकेत दिया है. तरल पानी या उच्च आर्द्रता की उपस्थिति में MOFs युक्त कुछ कार्बोक्सिलेट की संरचनात्मक अस्थिरता वाणिज्यिक या औद्योगिक अनुप्रयोगों 7 में उपयोग करने के लिए एक बड़ी बाधा रही है.
यह नमी की उपस्थिति में निहित स्थिरता के लिए रासायनिक हटाने के लिए इस्तेमाल किया MOFs के लिए सबसे आदर्श होगा. हालांकि, कई एमओवित्त मंत्रालय -74 और घन बीटीसी की तरह खुले धातु साइटों के साथ कई MOFs बेहतर रासायनिक हटाने क्षमताओं 2,4,8,9 है, जबकि इस तरह के UIO-66 के रूप में बेहतर स्थिरता के साथ एफएस,,, गरीब रासायनिक हटाने की क्षमता है. वित्त मंत्रालय -74 और घन बीटीसी में खुला धातु साइटों ऐसे अमोनिया के रूप में विषैली गैसों की तेज वृद्धि, लेकिन इन साइटों को भी, पानी बाध्यकारी सक्रिय साइटों विषाक्तता और कई मामलों में संरचनात्मक टूटने के लिए अग्रणी करने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं. एक पानी अस्थिर वित्त मंत्रालय के रासायनिक गुणों की रक्षा करने के लिए, MOFs का पानी स्थिरता को बढ़ाने के लिए विभिन्न प्रयास किए गए हैं. वित्त मंत्रालय -5 वित्त मंत्रालय के चारों ओर एक कारबोनकेयस परत बनाकर, थर्मल उपचार पर नमी प्रतिरोध में एक वृद्धि है दिखाया गया है, तथापि, वृद्धि हुई hydrophobicity सतह क्षेत्र की कीमत पर है और अंततः 10 कार्यशीलता. वित्त मंत्रालय -5 भी अपने hydrostability नी 2 + 11 आयनों के साथ डोपिंग के माध्यम से वृद्धि हुई है दिखाया गया है. इसके अलावा, 1,4 diazabicyclo [2.2.2] ओकटाइन होते(यह भी DMOFs के रूप में जाना जाता है) आईएनजी MOFs 1,4 बेंजीन dicarboxylate लिंकर 12,13 पर विभिन्न लटकन समूहों के समावेश के माध्यम से पानी स्थिरता की ट्यूनिंग दिखाने के लिए इस्तेमाल किया गया है.
MOFs के कुछ की hydrostability की कमी, उच्च विषाक्त गैस तेज के साथ विशेष रूप से लोगों को अपने hydrophobicity 14 को बढ़ाने के लिए वित्त मंत्रालय की सतहों पर fluorinated समूह बनाने के लिए perfluoroalkanes के प्लाज्मा बढ़ाया रासायनिक वाष्प जमाव (PECVD) का उपयोग करने के लिए नेतृत्व किया. इस तकनीक यह सुरभित hydrogens, साथ ही MOFs की भीतरी सतहों पर अन्य संभावित कार्य समूहों युक्त किसी भी वित्त मंत्रालय को बदलने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि अद्वितीय लाभ प्रदान करता है. हालांकि, तकनीक की वजह से प्लाज्मा में उच्च प्रतिक्रियाशील कण के गठन को नियंत्रित करने के लिए मुश्किल हो सकता है. कण खुशबूदार हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया, लेकिन यह भी CF एक्स समूहों के साथ पहले से ही वित्त मंत्रालय सतहों पर प्रतिक्रिया व्यक्त करते हैं. प्रक्रिया की सावधानी से नियंत्रण ताकना blo सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैckage वित्त मंत्रालय अप्रभावी प्रतिपादन नहीं होती है. इस तकनीक कार्बन सामग्री के गीला गुणों को बदलने के लिए दूसरों के द्वारा इस्तेमाल किया गया है, लेकिन, हमारे ज्ञान करने के लिए यह पहले से microporous सामग्री की hydrostability बढ़ाने के लिए इस्तेमाल नहीं किया गया था 15,16..
Protocol
Representative Results
Discussion
घन बीटीसी का संश्लेषण, सबसे MOFs में के रूप में इस्तेमाल reactants के अनुपात और संश्लेषण में किया जाता है तापमान पर निर्भर हो सकता है. संश्लेषण में प्रयोग किया जाता तापमान या विलायक एक वित्त मंत्रालय संरचना 20</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस लेखक मार्टिन स्मिथ, Corrine स्टोन, और रक्षा विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला (DSTL) कॉलिन विलिस कम दबाव प्लाज्मा प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में अपनी विशेषज्ञता के लिए, और मैथ्यू browe और के वेस्ले गॉर्डन, परियोजना संख्या BA07PRO104 तहत वित्त पोषण के लिए डिफेंस थ्रेट रिडक्शन एजेंसी धन्यवाद क्रमशः microbreakthrough परीक्षण और संपर्क कोण माप के लिए केंद्र Edgewood रासायनिक जैविक (ECBC),.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Copper (II) Nitrate Trihydrate | Sigma-Aldrich | 61194 | |
| Trimesic acid | Sigma-Aldrich | 482749 | |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 130147 | |
| Dimethyl Formamide | Sigma-Aldrich | 319937 | |
| Dichloromethane | Sigma-Aldrich | 187332 | |
| Hexafluoroethane | Synquest Labs | 1100-2-05 | |
| Femto-Plasma System | Diener Electronic | Basic unit type B | |
| Plasma Generator | Diener Electronic | Type D | 0-100 W at 13.56 MHz |
| Rotary Vane Pump for Plasma System | Leybold | D16BCS PFPE | Appropriate for corrosive gases |
| Powder Treatment Device | Diener Electronic | Option 5.9 | Glass bottle and rotating devise within plasma system |
| Environmental Chamber | Associated Environmental Systems | HD-205 | |
| Gas Chromatograph | Hewlet Packard | HP5890 Series II | |
| Photoionization Detector | O-I Analytical | 4430/5890 | |
| Photoionization Detector Lamp | Excilitis | FK-794U | |
| Water bath | NESLAB | RTE-111 | |
| Fritted glass tubes | CDA Analytical | MX062101 | Dynatherm sampling tubes |
References
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