Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Growth of Metal Organic Frameworks (MOFs) layers on functionalized surfaces

Résumé : Dans ce travail, nous étudions les conditions de synthèse pour la croissance directe des MOF Fe3 + / H2BDC et Fe3 + / H2NDC sur des surfaces de silicium fonctionnalisées (111) présentant une structure bien définie et dont la chimie de surface peut être adaptée pour favoriser / diriger la nucléation et la croissance hétérogènes Des MOF. Le mécanisme de croissance des MOF pertinents aux conditions choisies et les propriétés flexibles des cadres MIL-88B et MIL-88C sont également présentés avec l'aide des résultats du traitement post-synthèse.En ce qui concerne le système de morphologies et structures Fe3 + / H2BDC, les structures des couches obtenues dépendent fortement de la chimie de surface des monocouches greffées et aussi des conditions de synthèse (température, composition de la solution et temps de réaction). Les cristaux MIL-88B orientés sur la direction [001] sont seulement observés sur des surfaces fonctionnalisées par COOH et se sont révélés être favorisés en présence d'un excès de ligand en solution. La formation de la phase MIL-101 texturée le long de la direction [111] sur les surfaces de Si pyridyl et hydroxy-terminé est observée indépendamment de la condition de synthèse. Des cristaux MIL-101 isolés avec une orientation préférée le long de la direction [111] ont également été trouvés sur une surface terminée par acide à un excès de métal, alors que les îlots MIL-101 orientés au hasard sont observés au rapport R ≧ 1. Au contraire, aucune croissance du film ne s'est produite sur les surfaces de Si à terminaison méthyle. L'introduction de HCl, de H2O et de base faible organique -triéthylamine dans les solutions précurseurs affecte également la formation de films MOF avec différentes morphologies et couverture entre MIL-101 et MIL-88B sur des surfaces de Si à terminaison carboxylique. La dépendance temporelle de la croissance du film à un excès de ligand (R = 2) et d'un excès de métal (R = 0,5) sans et avec addition de HCl indique clairement que les deux MIL-88B et MIL-101 suivent un mode de croissance Volmer-Weber, Au cours de laquelle, des cristaux ou des grappes tridimensionnels isolés se sont formés à l'étape initiale et se sont développés latéralement et verticalement à la surface.En ce qui concerne le système de Fe3 + / H2NDC, en fonction des conditions de synthèse, y compris la température, le rapport du ligand à la concentration [Fe3 +] et [Fe3 +] seulement une phase-MIL-88C avec une couverture de surface variable allant des cristaux hexagonaux séparés aux couches composées d'isolés On a observé des faisceaux de cristallites hexagonales tous avec une orientation préférentielle le long de la direction. L'évolution des cristaux de MIL-88C avec le temps de cristallisation suggère également un mode Volmer-Weber.Les mesures ex-situ XRD du post-traitement vers les couches synthétisées constituées de MIL-88B et MIL-88C démontrent respectivement leur flexibilité lors de la désorption des molécules. Les mesures provisoires de la XRD in situ montrent également la réversibilité du cadre MIL-88C lors de l'absorption et de la libération de l'éthanol.
Complete list of metadatas

Cited literature [168 references]  Display  Hide  Download

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01680169
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, January 10, 2018 - 1:44:26 PM
Last modification on : Wednesday, February 5, 2020 - 4:28:52 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, May 4, 2018 - 4:55:09 AM

File

65207_YUAN_2017_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01680169, version 1

Citation

Hongye Yuan. Growth of Metal Organic Frameworks (MOFs) layers on functionalized surfaces. Material chemistry. Université Paris-Saclay, 2017. English. ⟨NNT : 2017SACLX058⟩. ⟨tel-01680169⟩

Share

Metrics

Record views

642

Files downloads

574