Что обладает суммарной площадью двух футбольных полей при массе бумажной скрепки? Ответ на этот вопрос имеет много имён и находит применение в самых разных областях, от катализа до газовых хранилищ. Конечно же, это (МОК), одним из ярчайших представителей которых является Cu-BTC (медь(II) бензол-1,3,5-трикарбоксилат), известный также как базолайт.
Два вида на одну и ту же структуру Cu3(BTC)2(H2O)3-металл-органического каркаса (иллюстрация Scientific Computing and modelling).
Основное достоинство МОК заключается в огромной площади поверхности, которая предоставляет столь же великое количество возможностей для протекания химических реакций на этих поверхностях. Более глубокие изыскания в этой области позволили выяснить, что высокая реактивность может быть ещё больше усилена в случае строгого контроля окружающей атмосферы и температуры.
В структуре Cu-BTC всегда есть два вида медных ионов: основной тип Cu2+ и, как ранее полагали, примесный Cu+. С помощью инфракрасной спектроскопии специалисты из американской Научно-исследовательской лаборатории окружающих молекул () измерили соотношение Cu2+ и Cu+ в образцах Cu-BTC, подвергшихся воздействию различных внешних условий, и показали, что Cu+ может присутствовать в довольно высоких концентрациях, чего не объяснишь никакими примесями.
Генерация самого большого числа Cu+-центров (восстановление) происходила в условиях динамического вакуума при 473 К (выскажу скромное мнение: господа учёные неверно поняли наблюдаемый процесс; скорее всего, речь идёт о потере молекулы воды с одновременным изменением координационного числа двухвалентной меди, однако никакого химического восстановления меди не было и в помине). Обратное окисление в Cu2+ эффективнее всего проходит под действием NO2 при тех же 473 К (что тоже, вероятно, ошибка; скорее всего, медь с более низким координационным числом образовывала комплекс с диоксидом азота, повышая своё КЧ). Причём, что важно, сама структура Cu-BTC оказалась абсолютно невосприимчивой к постоянным окислениям/восстановлениям меди, сохраняя невозмутимую стабильность (что не удивляет, поскольку все описанные здесь реакции происходили только на поверхности, а структура суть объём).
Полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на каталитические свойства, присущие МОК. Варьируя условия среды, можно тонко подстраивать каталитические свойства поверхности таких соединений, как Cu-BTC, для каждого конкретного случая. Кроме того, наблюдения, сделанные на примере одного только медного МОК, вполне распространимы и на других представителей этого семейства. Прочие подробности работы — в статье, опубликованной в журнале .
Комментариев нет:
Отправить комментарий