Tổng hợp các khung hữu cơ kim loại bằng cách sử dụng hexamethyldisiloxane làm đồng tài sản

Trong những năm gần đây, các khung hữu cơ kim loại (MOF) đã thu hút được sự quan tâm rộng rãi trong cộng đồng khoa học do các đặc tính vật chất độc đáo của chúng và các ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khác nhau như tách khí, xúc tác, phân phối thuốc và cảm biến. MOF là các vật liệu tinh thể bao gồm các ion kim loại hoặc các cụm được kết nối bởi các phối tử hữu cơ để tạo thành cấu trúc mạng xốp ba chiều.

Trong quá trình tổng hợp MOF, điều quan trọng là kiểm soát kích thước tinh thể và hình thái để tối ưu hóa tính chất và hiệu suất của chúng. Việc sử dụng các đồng nghiệp là một chiến lược hiệu quả để đạt được sự kiểm soát này. Các đồng nghiệp được thêm vào phản ứng tổng hợp để sửa đổi tính ổn định, khả năng phản ứng và môi trường phối hợp của các ion kim loại, từ đó ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và hình thái tinh thể.

Hexamethyldisiloxane (HMDSO) là một tiền thân có sẵn trên thị trường và có sẵn gần đây đã thu hút sự chú ý như một người đồng tài sản cho tổng hợp MOF. HMDSO có thể hoạt động như một tác nhân giới hạn, ức chế sự phát triển tinh thể và thúc đẩy sự hình thành các tinh thể nano hoặc các hạt nhỏ. Nó cũng có thể hoạt động như một nguồn nguyên tử SI để kết hợp vào cấu trúc MOF, dẫn đến sự ổn định nhiệt và cơ học được cải thiện.

Một số nghiên cứu đã báo cáo việc sử dụng HMDSO như một người đồng tài sản cho các hệ thống MOF khác nhau. Ví dụ, trong quá trình tổng hợp ZIF-8, HMDSO đã được thêm vào hỗn hợp phản ứng cùng với nitrat kẽm và 2-methylimidazole. Các tinh thể ZIF-8 thu được có kích thước nhỏ hơn và hình thái đồng đều so với các tinh thể được tổng hợp mà không có HMDSO, cho thấy hiệu quả của nó như là một đồng yếu tố trong việc kiểm soát sự phát triển tinh thể.

Tương tự, việc sử dụng HMDSO trong quá trình tổng hợp MIL-101 (CR) và UIO-66 (ZR) MOF dẫn đến sự ổn định nhiệt được cải thiện, được quy cho sự kết hợp của các nguyên tử Si vào cấu trúc MOF. Ngoài ra, HMDSO đã được tìm thấy để tăng cường khả năng hấp thụ CO2 của UIO-66 (ZR), cho thấy tiềm năng của nó đối với các ứng dụng tách khí.

Nhìn chung, việc sử dụng HMDSO như một người đồng tiền trong tổng hợp MOF đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn trong việc cải thiện kích thước tinh thể, hình thái, độ ổn định nhiệt và tính chất hấp thụ khí của các vật liệu này. Chi phí và tính khả dụng thấp của nó làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho sản xuất và thương mại hóa quy mô lớn của MOF. Nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để làm sáng tỏ cơ chế của các hiệu ứng của HMDSO và khám phá các ứng dụng tiềm năng của nó trong các hệ thống MOF khác nhau.