Контроль стабильности металл-органических каркасных структур методом кварцекристаллического микровзвешивания на кварцевых резонаторах продольных колебаний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрен метод контроля стабильности металл-органических каркасных структур ZrBDC, LaBTC, Cu3(BTC)2 и Basolite Z205 (BASF), подвергающихся воздействию паров растворителей: ацетона и воды. В качестве инструмента контроля предложен принцип микровзвешивания на кварцекристаллических резонаторах продольных колебаний. Показано, что по изменениям резонансной частоты и динамического сопротивления резонатора возможно не только контролировать изменение стабильности МОКС в режиме реального времени, но и фиксировать величину концентрации растворителя, при которой начинает происходить разрушение каркаса структуры. Использование метода показало, что ZrBDC и Cu3(BTC)2 оказались устойчивы к парам ацетона и воды в течение длительного времени и в широком диапазоне концентрации растворителей, в то время как LaBTC и Basolite Z205, будучи устойчивыми к одному из растворителей, оказались неустойчивы к другому: Basolite Z205 стал разрушаться через 37 часов в парах ацетона при объемной концентрации 0,9%, а LaBTC – через 7 часов пребывания в парах воды с относительной влажностью 7%.

Об авторах

В. Н. Симонов

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ); Московский инженерно-физический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

А. А. Фомкин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва

А. В. Школин

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва

И. Е. Меньщиков

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва

О. В. Соловцова

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва

М. К. Князева

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва

А. А. Ширяев

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Jasuja H., Burtch N.C., Huang Y.G. et al. // Langmuir. 2013. V. 29. P. 633.
  2. DeCoste J.B., Peterson G.W., Schindler B.J. et al. // J. Mater. Chem. A. 2013. V. 1. P. 11922.
  3. Low J.J., Benin A.I., Jakubczak P. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131. P. 15834.
  4. Feng L., Wang K.-Y., Day G.S. et al. // Chem. Rev. 2020. V. 120. P. 13087.
  5. Barea E., Montoro C., Navarro J.A.R. // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43. P. 5419.
  6. Lu C., Czanderna A.W. Applications of Piezoelectric Quartz Crystal Microbalances. Amsterdam, NL: Elsevier Science Publishers B.V. 1984.
  7. Rodahl M., Kasemo B. // Review of Scientific Instruments. 1996. V. 67. № 9. P. 3238.
  8. Cooper M.A., Singleton V.T. // J. of Molecular Recognition. 2007. V. 20. № 3. P. 154.
  9. Dixon M.C. // J. of Biomolecular Techniques. 2008. V. 19. № 3. P. 151.
  10. Janshoff A., Galla H.J., Steinem C. // Angewandte Chemie-International Edition. 2000. V. 39. P. 4004.
  11. Becker B., Cooper M.A. // J. of Molecular Recognition. 2011. V. 24. № 5. P. 754.
  12. Ward M.D., Buttry D.A. // Science. 1990. V. 249. P. 1000.
  13. Lack F., Willard G., Fair I. // Bell System Technical Journal 1934. V. 13. P. 453. https://www.thinksrs.com/downloads/pdfs/manuals/QCM200m.pdf
  14. Buttry D.A., Ward M.D. // Chem. Reviews. 1992. V. 92. P. 1355–1379.
  15. Simonov V.N., Vlasov D.A., Fomkin A.A. et al. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2018. V. 54. P. 609.
  16. Voinova M.V., Rodahl M., Jonson M. et al. // Physica Scripta. 1999. V. 59. P. 391.
  17. Cho N.-J., Frank C.W., Kasemo B. et al. // Nature Protocols. 2010. V. 5. P. 1096.
  18. Reviakine I., Johannsmann D., Richter R.P. // Analytical Chemistry. 2011. V. 83. P. 8838.
  19. Rodahl M., Höök F., Fredriksson C. et al. // Faraday Discussions. 1997. V. 107. P. 229.
  20. Domack A., Prucker O., Rühe J. et al. // Physical Review E. 1997. V. 56. P. 680.
  21. Naranda J., Bracic M., Vogrin M. // J. Funct. Biomater. 2022. V. 13. P. 159.
  22. Alassi A., Benammar M., Brett D. // Sensors. 2017. V. 17. P. 2799.
  23. Burda I. // Chemosensors. 2022. V. 10. P. 262.
  24. Wang L. // Sensors and Actuators A: Physical. 2020. V. 307. P. 111984.
  25. Haghighi E., Zeinali S. // Microporous and Mesoporous Materials. 2020. V. 300. P. 110065.
  26. Liu Y., Fan Y., Hou C. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. P. 16370.
  27. Ma Z., Yuan T., Fan Y. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 4035.
  28. Фомкин А.А., Симонов В.Н. Патент РФ № 2722975. Госреестр изобретений РФ, 05.06.2020.
  29. Simonov V.N., Artamonova S.D., Fomkin A.A. et al. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2022. V. 58. P. 670.
  30. Mason P., Thurston R.N. Physical Acoustics. Principles and Methods / Edited by Warren. 1964. V. 1. P. 284.
  31. Соловцова О.В., Пулин А.Л., Меньщиков И.Е. и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2019. Т. 56. № 6. С. 570.
  32. Solovtsova O.V., Men’shchikov I.E., Shkolin A.V. et al. // Adsorption Science and Technology. 2022. V. 2022. № 1. P. 1.
  33. Князева М.К., Школин А.В., Гринченко А.Е. и др. Металлорганическая каркасная структура бензолтрикарбоксилата лантана (III) La-BTC и способ её получения / Патент РФ № 2796682.
  34. Knyazeva M.K., Solovtsova O.V., Tsivadze A.Y. et al. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2019. V. 64. № 12. P. 1507.
  35. Rao S.S. Vibration of Continuous Systems. J. Wiley and sons. 2019. P. 816.
  36. IEC60444-1:1986. Measurement of quartz crystal unit parameters by zero phase technique in a pi-network – Part 1: Basic method for the measurement of resonance frequency and resonance resistance of quartz crystal units by zero phase technique in a pi-network.
  37. Najam T., Shah S.S.A., Rahman M.M. // Bioremediation for Environmental Sustainability. Toxicity. Mechanisms of Contaminants Degradation, Detoxification, and Challenges. 2021. P. 585.
  38. Li C., Chandresh A., Zhang Z. et al. // Adv. Mater. Interfaces. 2022. V. 9. P. 2101947.
  39. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. 732 С.
  40. Biot M.A. // The Journal of the Acoustical Society of America. 1956. V. 28. № 2. P. 168.
  41. Healy C., Patil K.M., Wilson B.H. et al. // Coordination Chemistry Reviews. 2020. V. 419. P. 213388.
  42. Sun Y.-X., Sun W.-Y. // J. Chin. Chem. Lett. 2014. V. 25. P. 823.
  43. Кугаенко О.М., Уварова С.С., Крылов С.А. // Изв. РАН, сер. Физическая. 2012. Т. 76. № 11. С. 1406. https://jbweld.co.za/product/extreme-heat-high-temp-exhaust-paste/ https://www.amazon.com/18854-Mortar-Building-Material-Black /dp / B0006 MX S4C
  44. Al Sharabati M., Sabouni R., Husseini G.A. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 277.
  45. Hamedi A., Caldera F., Trotta F. et al. // Acta Scientific Pharmaceutical Sciences. 2019. V. 3. P. 96.

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах