Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » التخليق الحراري الذائب للـ MOFs

التخليق الحراري الذائب للـ MOFs

2000
Teflon-lined autoclave for solvothermal synthesis of Metal-Organic Frameworks in inorganic chemistry.

(صورة توضيحية فقط)

يُعد التخليق الحراري المائي الأكثر شيوعًا طريقة لإنتاج هياكل معدنية عضوية بلورية عالية الجودة. تتضمن العملية تسخين محلول من الملح المعدني والرابط العضوي في وعاء محكم الإغلاق، مثل جهاز التعقيم المبطن بالتفلون. درجة الحرارة المرتفعة و ضغط تسهيل ذوبان المواد الأولية وتعزيز تبلور منتج MOF المستقر ديناميكيًا حراريًا على مدى عدة ساعات أو أيام.

Solvothermal synthesis is a subset of hydrothermal synthesis where the solvent is not necessarily water. For MOFs, high-boiling point organic solvents like N,N-dimethylformamide (DMF), N,N-diethylformamide (DEF), or N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) are frequently used. The reaction is carried out in a sealed container, which allows the temperature to be raised above the solvent’s boiling point at atmospheric pressure, creating autogenous pressure inside the vessel.

The key advantages of this method are manifold. The increased temperature enhances the solubility of the reactants, ensuring a homogeneous reaction medium. It also provides the necessary activation energy for the formation of the metal-ligand coordination bonds and the subsequent nucleation and growth of the crystalline framework. The slow cooling process that often follows the heating period allows for the growth of large, well-defined single crystals, which are essential for determining the MOF’s structure via X-ray crystallography. Furthermore, the solvent molecules can act as templates or structure-directing agents, influencing which crystalline phase is formed. Modulators, such as monocarboxylic acids (e.g., acetic acid or formic acid), are often added to the reaction mixture to compete with the linker for coordination sites on the metal cluster, thereby slowing down the crystallization rate and improving the quality and size of the resulting crystals.

UNESCO Nomenclature: 2203
– Inorganic chemistry

يكتب

Chemical Process

خلل

Substantial

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • تطوير جهاز التعقيم للتفاعلات ذات الضغط العالي
  • التخليق الحراري المائي للزيوليت والمواد غير العضوية الأخرى
  • مبادئ نمو البلورات القائمة على المحلول
  • فهم الحركية الكيميائية والديناميكا الحرارية

التطبيقات

  • الإنتاج واسع النطاق للموف التجارية مثل البازوليت c300 (hkust-1)
  • توليف هياكل MOF جديدة للبحث
  • نمو بلورات مفردة كبيرة لتحليل حيود الأشعة السينية
  • إعداد مساحيق MOF نقية الطور
  • تركيب الأطر العضوية المعدنية التي لا يمكن الوصول إليها في الظروف المحيطة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • مفاعلات التدفق المستمر لتخليق الموفالين السريع والقابل للتطوير
  • التخليق الحراري بمساعدة الميكروويف لتقليل أوقات التفاعل بشكل كبير
  • طرق سونوغرافية مدمجة مع التخليق الحراري لإنتاج بلورات موف بحجم النانو
  • التخليق الكهروكيميائي لأغشية الموف الرقيقة مباشرة على ركائز موصلة
  • التخليق الميكانيكي كبديل أخضر خالٍ من المذيبات
  • التخليق بمساعدة الهباء الجوي لإنشاء جزيئات الموف الكروية
  • التخليق الأيوني الحراري باستخدام السوائل الأيونية كمذيب ونموذج
  • منصات روبوتية عالية الإنتاجية للفحص السريع لظروف التفاعل الحراري المذيب
  • in-situ monitoring of mof formation using advanced spectroscopic techniques
  • تخليق مركبات الموف-بوليمر في عملية حرارية أحادية الوعاء
Related to: solvothermal synthesis, hydrothermal synthesis, crystallization, autoclave, single crystal, modulator, dmf, coordination chemistry, materials synthesis, nucleation.

السياق التاريخي

التخليق الحراري الذائب للـ MOFs

1990
1993-01-01
1995
2000
2004
1986
1991
1994
1997
2002
2015-09-14

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.