Synthesis of switchable MOFs for gas and liquid phase separations: Tailored model materials for understanding selectivity

用于气相和液相分离的可切换 MOF 的合成:用于理解选择性的定制模型材料

基本信息

项目摘要

Based on the developed understanding, the project will synthesize switchable pillared layer MOFs as model systems to demonstrate highly selective separation processes in gas- and liquid phase mixture adsorption (QF1). Di-nuclear paddle-wheel (PW) complexes (M2(O2C-R)4, M = Mn, Co, Ni, Cu, Zn) acting as nodes and [1,1'-biphenyl]-4,4'-dicarboxylates (bpdc) will not only lead to expanded pore size in switchable M2(bpdc)2(dabco) materials (DUT-128) but enable the integration of more complex functional groups in the linker for key-lock type recognition and selective pore opening. The in situ analysis (QP2) of predicted (T1, T2) switching transitions will strengthen the predictive theoretical framework (PTF). 2,6-Naphthalene dicarboxylate based materials (DUT-8(M), M = Co, Ni, Cu, Zn) will be used as model systems to achieve a fundamental understanding of the role of switchability and its impact on selectivity for binary gas mixture adsorption (QP4, QF1). The DUT-8(M) family is provided to S1 for synthesizing a switchable catalyst (QF2). Their availability as rigid and flexible systems (depending on particle size) is an important basis for NMR (P1) and EPR (P2) in situ studies in the presence of gas mixtures to analyze the implication of restoring forces on the adsorbate structure. The role of the outer particle surface (shell) will be analyzed by generating core/shell model materials (DUT-8) e.g. with a rigid shell and switchable core. The switching and PW deformation in the core vs. shell is analyzed by EPR spectroscopy (P2) by integrating appropriate paramagnetic probe centers. Based on the expanded DUT-128 model systems, selective switching in solution will be used to separate larger functional guest molecules. By mimicking DNA-like base pairing interactions between linker and selected substrates we envision to demonstrate key-lock switching mechanisms, i.e. pore opening for only a single species in a complex molecule mix.
在已有了解的基础上,该项目将合成可切换柱层MOF作为模型系统,以展示气液混合吸附(QF1)中的高选择性分离过程。作为节点的双核浆轮(PW)配合物(M2(O2C-R)4,M=Mn,Co,Ni,Cu,Zn)和[1,1‘-联苯]-4,4’-二羧酸酯(BPDC)不仅会导致可切换的M2(BPDC)2(DABCO)材料(DUT-128)的孔径扩大,而且能够在连接物中整合更复杂的官能团,用于钥匙锁类型识别和选择性开孔。对预测的(T1,T2)跃迁的原位分析(QP2)将加强预测理论框架(PTF)。以2,6-萘二甲酸盐基材料(DUT-8(M),M=Co,Ni,Cu,Zn)为模型体系,对二元混合气体吸附(QP4,QF1)的可切换性及其对选择性的影响有一个基本的认识。将DUT-8(M)系列提供给S1,用于合成可切换催化剂(QF2)。它们作为刚性和柔性体系(取决于颗粒大小)的可用性是核磁共振(P1)和EPR(P2)在混合气体中原位研究的重要基础,以分析恢复力对吸附结构的影响。外颗粒表面(壳)的作用将通过产生芯/壳模型材料(DUT-8)来分析,例如具有刚性壳和可切换芯。通过积分合适的顺磁探针中心,用EPR谱(P2)分析了芯壳中的开关和PW变形。基于扩展的DUT-128模型体系,将使用选择性溶液切换来分离更大的功能客体分子。通过模拟连接子和选定底物之间类似DNA的碱基配对相互作用,我们设想展示钥匙-锁切换机制,即在复杂的分子混合物中只有一个物种的孔洞打开。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Stefan Kaskel其他文献

Professor Dr. Stefan Kaskel的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Stefan Kaskel', 18)}}的其他基金

Fundamental Understanding of Negative Gas Adsorption in Mesoporous Solids: Towards threshold sensitive mechanical actuators
对介孔固体中负气体吸附的基本理解:迈向阈值敏感机械致动器
  • 批准号:
    391704421
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Coordination Funds
协调基金
  • 批准号:
    323228096
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Synthesis of hydrolytically stable metal-organic frameworks by control of inner surface hydrophobicity
通过控制内表面疏水性合成水解稳定的金属有机骨架
  • 批准号:
    245128070
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Adsorption kinetics in hierarchical porous carbide derived carbon materials
分级多孔碳化物衍生碳材料的吸附动力学
  • 批准号:
    224953578
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Coordination in the DFG Priority Program 1362 (MOFs)
DFG 优先计划 1362 (MOF) 中的协调
  • 批准号:
    79316609
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Ternäre Übergangsmetallnitride und -carbide mit hoher spezifischer Oberfläche und definierter Porenmorphologie für die Propandehydrierung - Materialsynthese, katalytische Tests und Reaktorkonzepte
用于丙烷脱氢的具有高比表面积和明确孔形态的三元过渡金属氮化物和碳化物 - 材料合成、催化测试和反应器概念
  • 批准号:
    5353952
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

基于深度机器学习和AI优化算法的、同异频可切换的小型多频全双工天线
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

REDOX-Switchable Pyrazinacenes as a New Class of Near-Infrared Active Chromophores for Bio and Cellular Imaging Applications
氧化还原可切换吡嗪并苯作为一类新型近红外活性发色团,用于生物和细胞成像应用
  • 批准号:
    24K08401
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
A New Strategy for Switchable Magnetic Interactions Trigered by Structure Change due to External Stimuli
外部刺激引起的结构变化触发可切换磁相互作用的新策略
  • 批准号:
    23KJ0970
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
NSF/MCB-BSF: De novo design of minimalistic light-switchable protein binding domains
NSF/MCB-BSF:简约光可切换蛋白结合域的从头设计
  • 批准号:
    2306190
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Switchable Persistent Spin Helix Devices
可切换的持续自旋螺旋装置
  • 批准号:
    2314614
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Electrically Switchable Ferromagnetic Josephson Junctions
电可切换铁磁约瑟夫森结
  • 批准号:
    2828359
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Finding NEMO's Switchable MRI Signal Using Microfluidic Tumor Models
使用微流控肿瘤模型寻找 NEMO 的可切换 MRI 信号
  • 批准号:
    10652001
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
CAS-SC: Thermally Switchable Organic Solvents for Targeted Harvesting of Lithium Ions from Alkali Metal Cations Mixtures in Hypersaline Brines
CAS-SC:用于从超咸盐水中的碱金属阳离子混合物中定向收获锂离子的热可切换有机溶剂
  • 批准号:
    2327627
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Developing Switchable Ligands to Control Gold Nanocluster Interfaces
开发可切换配体来控制金纳米团簇界面
  • 批准号:
    DE230100138
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Smart Photodynamic Therapy for Acne by Reversibly Switchable Intersystem Crossing in Pure Organic Materials
通过纯有机材料中的可逆可切换系间交叉来治疗痤疮的智能光动力疗法
  • 批准号:
    10483461
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Next generation PHOTACS: A light switchable system for enhanced spatial and temporal precision in targeted protein degradation
下一代 PHOTACS:光可切换系统,可增强目标蛋白质降解的空间和时间精度
  • 批准号:
    2753267
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了