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Scalable synthesis and post-modification of a mesoporous metal-organic framework called NU-1000

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作者
Timothy C. Wang,Nicolaas A. Vermeulen,In S. Kim,Alex B. F. Martinson,J. Fraser Stoddart,Joseph T. Hupp,Omar K. Farha
出处
期刊:Nature Protocols [Springer Nature]
卷期号:11 (1): 149-162 被引量:295
标识
DOI:10.1038/nprot.2016.001
摘要

Metal-organic frameworks (MOFs) are porous, crystalline materials with well-defined structures that can be used in many applications, from gas storage to catalysis and drug storage. This protocol is for the preparation of the MOF NU-1000. The synthesis of NU-1000, a highly robust mesoporous (containing pores >2 nm) metal-organic framework (MOF), can be conducted efficiently on a multigram scale from inexpensive starting materials. Tetrabromopyrene and (4-(ethoxycarbonyl)phenyl)boronic acid can easily be coupled to prepare the requisite organic strut with four metal-binding sites in the form of four carboxylic acids, while zirconyl chloride octahydrate is used as a precursor for the well-defined metal oxide clusters. NU-1000 has been reported as an excellent candidate for the separation of gases, and it is a versatile scaffold for heterogeneous catalysis. In particular, it is ideal for the catalytic deactivation of nerve agents, and it shows great promise as a new generic platform for a wide range of applications. Multiple post-synthetic modification protocols have been developed using NU-1000 as the parent material, making it a potentially useful scaffold for several catalytic applications. The procedure for the preparation of NU-1000 can be scaled up reliably, and it is suitable for the production of 50 g of the tetracarboxylic acid containing organic linker and 200 mg–2.5 g of NU-1000. The entire synthesis is performed without purification by column chromatography and can be completed within 10 d.
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