2024
Lanthanide-based F-MOFs: Structure, hydrolytic stability, spectral and magnetic properties
PRINCIK, David; Vladimír ZELEŃÁK; Róbert GEYPES; Erik ČIŽMÁR; Adriana ZELEŇÁKOVÁ et al.Základní údaje
Originální název
Lanthanide-based F-MOFs: Structure, hydrolytic stability, spectral and magnetic properties
Název česky
Lanthanidové F-MOFs: struktura, hydrolytická stabilita, spektrální a magnetické vlastnosti
Autoři
PRINCIK, David; Vladimír ZELEŃÁK; Róbert GEYPES; Erik ČIŽMÁR; Adriana ZELEŇÁKOVÁ; Pavol HRUBOVČÁK; Tomáš ZELENKA; Ján ELEČKO; Ján MACKO; Přemysl LUBAL; Jozef BEDNARČÍK a Erika DUTKOVÁ
Vydání
Journal of Solid State Chemistry, San Diego, ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 2024, 0022-4596
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
10402 Inorganic and nuclear chemistry
Stát vydavatele
Spojené státy
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Impakt faktor
Impact factor: 3.500
Označené pro přenos do RIV
Ano
Kód RIV
RIV/00216224:14310/24:00138429
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
EID Scopus
Klíčová slova česky
Kovové-organické sítě; fluorinované MOFy; Lantanoidy; koordinační polymer; hydrofobicita; magnetické vlastnosti
Klíčová slova anglicky
Metal-organic frameworks; Fluorinated MOFs; Lanthanides; Coordination polymer; Hydrophobicity; Magnetic properties
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 9. 2. 2025 19:13, Mgr. Pavla Foltynová, Ph.D.
V originále
A series of five novel lanthanide-based fluorinated metal-organic frameworks (Ln-F-MOFs) have been synthesized under solvothermal conditions by the reaction of 3,3 '-bis(trifluoromethyl)-[1,1 '-biphenyl]-4,4 '-dicarboxylic acid (H2L) and lanthanide Ln(III) ions (Ln(III)-La, Ce, Pr, Nd and Eu). Powder X-ray diffraction (PXRD) analysis revealed that all prepared complexes are isostructural. A single-crystal X-ray crystallographic study of one representative of the isostructural group, namely {[La-2(L)(3)(DMF)(2)(H2O)(2)]}(n) showed, that compound crystallizes in a triclinic system with space group P-1. The lattice parameter values are a = 8.563(2) angstrom, b = 13.199(3) angstrom, c = 16.008(4) angstrom, alpha = 104.588(7) degrees, beta = 92.904(7) degrees and gamma = 92.717(7) degrees, with two formula units in the unit cell. The overall structure is formed by 2D polymeric layers, which are arranged into a semi-3D supramolecular structure through hydrogen bonds and other intramolecular interactions. The study of the hydrophobic properties of the complexes showed that the complexes exhibit surface hydrophobicity with a "rose petal effect" and a contact angle of approximately 107 degrees. However, the structures are not hydrolytically stable in the long term and the structure starts to delaminate after two days in water. This is a manifestation of the fact that the complexes do not form a 3D polymer network, it is made up of 2D layers connected only by weak non-bonding interactions. The photoluminescence properties of the Ln(III) complexes are determined by the characteristic 5d-4f or 4f-4f electron transitions for the individual lanthanide ions. The magnetic properties of Nd(III), Pr(III) and Eu(III) variants were studied. The magnetic properties of {[Pr-2(L)(3)(DMF)(2)(H2O)(2)]}(n) are characterized by the presence of a low-lying quasi-doublet with 15.6 cm(-1) energy splitting, whereas Eu(III) variant is nonmagnetic at low temperatures, but the magnetic F-7(1) state is accessible by thermal excitation. For Nd(III) complex, the X-band EPR measurements were performed. Since 1D channels with dimensions of 4.90 x 7.23 angstrom(2) are present within the structure, the adsorption of N-2, CO2 and H-2 gases was also studied.
Česky
Série pěti nových Ln-F-MOFs byla syntetizována za solvotermických podmínek reakcí 3,3 '-bis(trifluoromethyl)-[1,1 '-biphenyl]-4,4 '-dicarboxylové kyseliny (H2L) a Ln(III) iontů (Ln(III)-La, Ce, Pr, Nd and Eu). PXRD analýza prokázala, že připravené komplexy jsou isostrukturní. RTG krystallografická analýza monokrystalu {[La-2(L)(3)(DMF)(2)(H2O)(2)]}(n) ukázala, že sloučenina krystalizuje v triklinické soustavě v prostorové grupě P-1. Mřížkové parametry jsou: a = 8.563(2) angstromu, b = 13.199(3) angstromu, c = 16.008(4) angstromu, alpha = 104.588(7) stupnů, beta = 92.904(7) stupnů a gamma = 92.717(7) stupnů, s vzorcovými jednotkami na jedntokovou buňku. The celková struktura je tvořena 2D polymerními vrstvami, které jsou vnořeny do semi-3D supramolekulární struktury stabilizovanými vodíkovými vazbami a jinými intramolekulárními interakcemi. Studium hydrofóbních vlastností komplexů ukázalo, že komplexy ukazují povrchovou hydrofobicitu s "rose petal effect" a kontaktním úhlem kolem 107 stupňů. Ačkoliv tato tato struktura komplexu nejsou hydrolyticky stabilní po delší dobu a tato struktura začíná degradovat po 2 dnech ve vodě, což je důsledek faktu, že komplexy netvoří 3D polymerní síť, jelikož je vytvořena z 2D vrstev pouze propojené slabými interakcemi. Fotoluminescenční vlastnosti Ln(III) komplexů jsou určeny charakteristickými 5d-4f nebo 4f-4f elektronovými přechody pro jednotlivé Ln(III) ionty. Magnetické vlastnosti Nd(III), Pr(III) and Eu(III) komplexů byly studovány, když pro {[Pr-2(L)(3)(DMF)(2)(H2O)(2)]}(n) komplex platí, že přítomnost nízko-ležícího kvazi-dubletu s 15.6 cm(-1) je způsobena energetickým štěpením, kdežto Eu(III) komplex je nemagnetický při nízkých teplotách, ale magnetický F-7(1) stav je dostupný termickou excitací. X-pásová EPR měření byla prováděna pro Nd(III) komplex. Také adsorpce N2, CO2 a H2 plynů byla také studována neboť struktura obsahuje 1D-kanál s rozměrem 4.90x7.23 angstrom2 jsou přítomny ve struktuře Ln(III) komplexů.
Návaznosti
| MUNI/A/1594/2023, interní kód MU |
|