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MOF包含由碳基有机连接基团连接的规则间隔的金属簇
栏目:有机功能米 发布时间:2020-03-04 19:41

  完美的水晶不一定是最有用的。金属有机骨架(MOF)的有序晶体结构中的缺陷可以针对特定应用定制这些通用材料。KAU◁☆●•○△ST研究人员已经开发出一种使用透射电子显微镜对缺陷成像的开创性方法。他们现在报告说,创建特定缺陷,可视化它们以及调查它们的化学效应需要将MOF的探索提升到新的细节和控制水平。

  MOF包含由碳基有机连接基团连接的规则间隔的金属簇。改变簇中的金属和连接体的结构产生了具有不同孔隙网络和不同化学性质的MOF的巨大多样性。正在开发的两种主要应用MOF用作催化剂和高选择性气体吸附和分离材料。

  MOF是化学☆△◆▲■研究最热门的领•□▼◁▼域之一,KAUST科学家们正在努力保持领先地位。最新进展建立在长期发现的基础上,并涉及三个KAUST研◆◁•究中心,KAUST核心实验室以及中国和英国的合作者。

  “我们所揭示的最大惊喜是,几乎所有MOF都有各种各样的缺陷,甚至那些之前被认为是完美的MOF,”研究员,KAUST高级膜和多孔材料中心的Yu Han说。

  Han解释说,研究这些缺陷具有挑战性,因为MOF晶体很脆弱,很容易被◆●△▼●传统电子显微镜中使用的电子束损坏。KAUST团队通过使用高灵敏度电子计数相机,结合一套专门设计的图像处理方法,克服★◇▽▼•了这一问题。

  (上)处理高分辨率TEM图像(上图),显示MOF UiO-66中各种缺陷结构的共存。(底部)MOF UiO-66中三种类型的鉴定缺陷的晶体学模型。图片△▪▲□△来源:KAUST□◁

  这种以高分辨率直接与MOF对等的新能力表明,由于缺少金属簇和缺少的连接体,两种类▪•★型的缺陷可以共存。“在我们的工作▼▲之前,我们无法看到这些细节,”韩说。

  研究人员还○▲-•■□探讨了通过化学处理在MOF中创建缺陷并监测缺陷•●模式如何发展。这证明了微调缺陷以操纵MOF 的化学性质的潜力。

  KAUST团队通过发现缺少簇缺陷的特定MOF比缺少链接器缺陷的MOF更具催化活性,证明了该策略的强大功能。

  研究人员正在努力进一步完善其成像技术并▲=○▼将其应用于更大的晶体。“我们希▽•●◇…●=▲◆望披露更多关于MOF的未知数,以便优化他们的应用,”Han说。

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