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用电力给化堀部さくら子学提升

化学 2021-10-04 00:02:07

通过karen b 罗伯斯大学的罗伯茨,特拉华大学UD研究人员制定了一种制造铁基金机有机框架(MOF)材料的新方法

图片:毕业生Amanda Weaver(左)设定了UD开发的电化学过程,而化学教授Eric Bloch(中心)和Joel Rosenthal(右)观察

学分:Kathy F

阿特金森金属有机框架(MOFS)是一个有许多人的有前途的材料类应用作为催化剂,传感器和气体存储

在过去的二十年中广泛研究了MOF,通常使用需要高热和高压的化学方法来生产

现在,特拉华大学化学家Joel Rosenthal和Eric Bloch报告称,可以在室温下使用可再生电力生产铁基MOF材料

UD开发的方法在使用电力以快速,可靠地形成MOF材料的96%效率为96%。

UD研究人员报告了在ACS Central Science的一篇新文件中提前

根据罗森哈尔·罗森哈尔(UD的艺术和科学学院)教授,这是一个简单的方式思考MOF的方法是为了想象修补戏弄玩具,其中金属原子的簇代表玩具的木轮和小有机分子代表将簇连接在一起的颗粒之间的长度,它们之间是具有巨大的化学储存和分离潜力的空隙

例如,一堆MOF材料豌豆的尺寸具有内表面积的两个足球场的尺寸,可用于存储甲烷或氢气等气体,单独的气体和催化反应

它们甚至可以用作传感器

“Qua我们可以生产的材料的符合与您所期望的最佳热方法一样好,但更可扩展和可持续,“电化学专家Rosenthal表示

”“我们的发现是前进的重要一步在制作MOF中,许多不同的应用更实用的选择

“电力驱动了对学术实验室约束的MOF的化学素挑战是使它们大规模困难,而不是特别环保

[Rosenthal是否具有开始使用电力来触发MOF的合成

使用电力允许在室温下容易地调节的合成过程的能量的能量,从而产生更安全的方式来制造制造MOF的方法没有高温S,高压和有时通常使用的有毒试剂

驱动到特拉华州纪念桥的脚下,以及特拉华州和新泽西州的两侧,您将看到每个小竞技场大小的化学植物或体育场

这些植物容纳几个反应器,该反应器少量不同的化学反应使化学品用于对社会的化学品

“”为了有效地对商业或商品尺度进行了许多热化学过程,通常需要这些大型占地面积和非常昂贵的基础设施,但电化学提供了一种破坏这些规则的方法,“罗森希尔

”“你不需要建立一个巨大的电化学厂以有效地扩大电化学方法

电气合成通常更加多功能来自商业市场的学术实验室的翻译条款

“化学并不像坐在起居室连接轮子和棍子的孩子一样简单,但

综合日期受到可使用的金属组合的限制,并且可以使用热方法组合的合成和有机材料的种类

本文专注于使用铁原子簇制备MOF材料

Rosenthal和Bloch不是第一个制造铁mof的

传统上,Rosenthal解释说,研究人员通过服用铁(3+)盐,有机分子和相对昂贵的溶剂在某些反应条件下分解并在高压下加热在密封容器中的相对昂贵的溶剂来制造这些材料至少有一天,有时多个日子,然后打开它并通过对比度来看看它们

,他和Bloch以含有溶剂,有机分子和铁(2+)离子的溶液开始一个额外的电子改变铁的行为

研究人员使用由碳的电极或导电玻璃的电极通过溶液通过电力,并在铁的溶液中切换金属颗粒的电荷(2+)到铁(3 +)

它就像一个开关,使熨斗更加充电,因此它可以以直接高效的方式生产MOF,没有副反应或典型的传统热化学方法的效果

“”作为电极从铁的电子,即铁去寻找有机接头,使一些MOF

效率几乎100%,因为我们在MOF合成中的每个电子产生了结果

没有任何副反应或不需要的产品,“ SENE SED BLOCH是一名化学助理教授和生物化学教授,专门从事金属有机骨架和吸附材料

进一步,如果使用了合适的电极,则可以进行更多的创造和收集MOF产品

研究团队可以直接在电机上种植材料宽晶的导电基板,可以使MOF用于各种装置和图案化的支撑件,使得高级MOF传感器在达到

中解释为使MOF进入传感器,您需要一种互连的方式用于获得读数的导电支持

这不是研究界已经弄清楚如何做得好的东西,直到现在,他说

电化学合成和生长在UD上的MOF团队的电极支持提供了一种方法来硬化MOF,以便在材料之间进行更好的沟通

一种方式可以使用这种技术在微型传感器中,可能在细胞手机中测量空气质量或选择性地检测空气中的颗粒机场安全措施的一部分

“感测气体和分子现在可以非常直向前,类似于您的烟雾探测器的方式根据其反应性地感测某种类型的气体,”Bloch

电气合成反应是快速,也是在分钟内溶液中形成MOF粉末

,而在溶液中静置过长的材料通常随时间降解或完全由于副反应而变成不同的材料,因此MOF材料产生通过电合成稳定并且简单地沉淀到样品瓶的底部

,因为在室温下进行了电连接过程,材料分解得多不那么少,电解运行越长,可以虹吸为的MOF材料的量越大产品

该方法的简单性使其在从学术实验室替换到商业市场方面的简单方面使其变得多才多艺,研究人员说

研究生Anna Weaver,Anna Weaver,一个合作者本文仅在今年夏天到达UD,但罗森希尔表示,她在证明团队方法的有效性方面发挥了关键作用

织布工程的几个晚期实验,为本纸张提供了附加数据

“安娜能够做出贡献的能力,这迅速地对她的才能说话,并且这种化学可以进行的缓解

这并不需要学习一个黑暗的艺术来实现这一点,”他说[图

电驱动的化学也打开了探索预测的材料的门优异的MOF,例如基于钴的那些,但仍然未知,因为它们与依赖热量的传统化学物质不相容,依赖于致动中的反应

“作为催化剂,我们知道某些金属将是现象MOFS,但正常方法不起作用

我们认为这是制作新的MOF的路径,这些方法与之前的完全不同的性质具有完全不同的性能,“Bloch

本文的其他共同作者包括罗森希尔和布洛赫的实验室的现任或前UD研究生,包括温宝吴,杰拉德·e

Decker和Amanda Arnoff

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