西安齊岳生物分別介紹含有三種不同的含氮官能團:CC3(亞胺籠),RCC3(仲胺籠)和6FT-RCC3(叔胺籠),這三種分子籠的氮原子密度高,且具有相同構型,并在固態下具有幾乎相同的尺寸、形狀和填充模式(圖1)。
圖1 多孔有機籠CC3、RCC3和FT-RCC3的晶體結構和化學結構(C:灰;N:藍)。
1.亞胺籠CC3
由SO2吸附等溫曲線可知(圖2),在1bar和298K下,CC3的SO2吸收量為2.78mmol·g-1。這是一個**的I型等溫線,吸附與解吸曲線完全重合,說明沒有滯后現象,表明該過程為物理吸附,吸附過程具有可逆性。但CC3對SO2的吸附能力較差,不足以與各種穩定的MOF匹敵。
2.仲胺籠RCC3
由SO2吸附等溫曲線可知(圖2),在該條件下,RCC3的SO2吸收量為12.34 mmol·g-1,相比于CC3,其吸收能力明顯增強,與目前用于該應用性能良好的MOF材料相當。RCC3的SO2吸附等溫線形成了滯后環,這表明該籠RCC3的可逆性有限,推測可能為化學吸附。
3.叔胺籠6FT-RCC3
由SO2吸附等溫曲線可知(圖2),在相同條件下,6FT-RCC3獲得了高的SO2吸附量,達13.68 mmol·g-1,僅落后于這三種基準MOF。6FT-RCC3的BET表面積為396 m2g-1,而上述三種基準MOF均超過2000 m2g-1,因此說明,籠6FT-RCC3對SO2的吸附能力極具優勢。此外,還發現,6FT-RCC3在低SO2壓力下也有較好的SO2吸附能力,其性能明顯優于多種多孔材料。這種在低SO2分壓下的**吸收也體現了利用叔胺籠6FT-RCC3捕獲痕量SO2的可能性。6FT-RCC3是I型等溫線,具有中等程度的滯后現象。6FT-RCC3和RCC3滯后現象歸因于自身的分子柔性,會產生溶脹效應,從而形成滯后環。
圖2 298K和1bar下,CC3(藍)、RCC3(綠)和6FT-RCC3(紅)的SO2吸附等溫線。實心:吸附,空心:解吸。
綜上所述,具有很強的SO2吸附能力和可逆性的多孔有機籠(POC),根據綜合實驗和計算結果,三種籠具有非常**的SO2吸附行為,這歸因于它們不同的胺基官能團以及在固態中的堆積模式(圖3):(1)亞胺籠CC3表現出中等且可逆的SO2吸附,為物理吸附;
(2)仲胺籠RCC3表現出較高但不可逆的SO2吸附,為化學吸附;叔胺籠6FT-RCC3表現出很高的SO2吸附能力(平均每個分子籠包裹16.4個SO2分子,SO2吸附容量非常高),且具有良好的可逆性,可進行至少50次吸附-解吸循環。特別地,6FT-RCC3低分壓下的高吸收表明其可能用于痕量SO2的吸附。并通過FT-IR光譜、13C CP-MAS核磁共振實驗和理論計算證實,這三種籠具有不同的SO2吸附性能,這歸因于它們對SO2的吸附親和力不同。與許多MOF和其他框架不同,結晶度的損失并不一定意味著籠型材料孔隙率的降低。再加上良好的加工性選擇和被證實的合成可擴展性,因而6FT-RCC3分子籠材料是一類非常有潛力的SO2氣體吸附材料。
圖3 多孔有機籠對SO2吸附的三種類型。
西安齊岳生物是一家供應科研試劑的生物公司,我們有自己的實驗室及技術人員,我們提供的產品性質穩定 、純度95%以上,現將部分產品展示如下:
籠型聚倍半硅氧烷修飾介孔二氧化硅SiO2(POSS-MPS)
吲哚菁綠標記金納米籠(ICG/Biotin-PEG-AuNC-PCM)
八雙(三甲基硅氧烷)倍半硅氧烷 cas:51777-38-9
三硅醇異丁基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:307531-92-6
N-苯基氨基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:1187675-16-6
PSS-甲基丙烯酰取代的籠形混合物,N=8、10、12 cas:160185-24-0
三硅醇苯基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:444315-26-8
環氧環己基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:187333-74-0
氨基丙基庚基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:444315-15-5
三硅醇異辛基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:444619-08-3
聚乙二醇基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:1255649-48-9
丙烯酸基-籠形聚倍半硅氧烷 cas:1620202-27-8