Металлоорганические каркасы (MOF) привлекают все большее внимание как перспективные углеродно-нейтральные пористые материалы благодаря их высокой эффективности при хранении, разделении и конверсии газа. Геометрические строительные блоки MOF, кластеры металлов и органические связующие, позволяют химикам прогнозировать и синтезировать новые структуры, подобные сборке LEGO®. Однако поиск новых металлических строительных блоков по-прежнему остается сложной задачей из-за сложной природы ионов металлов при синтезе.
Исследовательская группа, возглавляемая профессором Вонен Чхве из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST), Южная Корея, была вдохновлена кластерами молекулярных металлов, ранее синтезированными, прежде чем быть реализованными в пористых материалах. Это означает, что можно предсказать будущие MOF, внимательно изучив их металлические строительные блоки.
Исследовательская группа сравнила кластеры металлического циркония, обнаруженные как в MOF, так и в молекулах. МОФ на основе циркония являются одним из типичных металлорганических пористых материалов с замечательной стабильностью и широким спектром применения. Исследователи идентифицировали семь типов циркониевых строительных блоков в MOF и обнаружили дополнительные четырнадцать типов потенциальных металлических строительных блоков.
Исследовательская группа предоставила библиотеку этих различных молекулярных кластеров для будущих металлических строительных блоков MOF и предложила практические стратегии синтеза. Ожидается, что это исследование значительно ускорит открытие новых MOF, представив кандидатов в кластеры металлов, структуру которых ранее было трудно предсказать.
"Кластеры металлов циркония обладают выдающимися молекулярными адсорбционными и каталитическими свойствами в зависимости от их структуры. Очень интересно посмотреть, какие свойства проявит новый кластер циркония", - сказал доктор Донгсик Нам, первый автор исследования.
"Это исследование может быть распространено на различные металлические кластеры в MOF, помимо циркония", - отметил профессор Вонен Чхве. "Новые металлические строительные блоки станут важным подспорьем для ускорения разработки будущих углеродно-нейтральных пористых материалов".
Результаты этого исследования были опубликованы в качестве заключения в Тенденции в химии, сестринский журнал для Клетка, 4 апреля 2023 года. Это исследование было поддержано Национальным исследовательским фондом Кореи (NRF) в рамках Программы исследователей среднего звена, Проекта по разработке инновационных технологий в области водородной энергетики, Программы фундаментальных научных исследований, Научно-исследовательского центра (SRC) и Глобальной стипендии доктора философии (GPF), а также Ульсанского национального института науки и Технология (UNIST).
Комментарии