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Jul 05, 2023

Capacidad de adsorción mejorada de ZIF

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 12250 (2023) Cita este artículo 1322 Accesos 4 Detalles de Altmetric Metrics La separación efectiva de productos químicos tóxicos, incluidos los agentes de guerra química

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 12250 (2023) Citar este artículo

1322 Accesos

4 altmétrico

Detalles de métricas

La separación eficaz de sustancias químicas tóxicas, incluidos los agentes de guerra química (CWA), del medio ambiente mediante adsorción es de gran importancia porque dichas sustancias químicas representan una amenaza importante para los seres humanos y los ecosistemas. Con este fin, se ha prestado especial atención al desarrollo de adsorbentes porosos eficaces para la eliminación de CWA. La comprensión de las interacciones específicas entre los adsorbentes y los CWA debe preceder al desarrollo de adsorbentes eficaces. Aquí, informamos la relación entre la capacidad de adsorción del ZIF-8 poroso y sus características morfológicas y superficiales. Se prepararon selectivamente cuatro tipos de ZIF-8, que tienen diferentes morfologías (como muestras de dodecaedro cúbico, rómbico y en forma de hoja y placa). Se descubrió que los cuatro tipos de ZIF-8 tenían diferentes cargas superficiales debido a componentes expuestos de manera diferente en las superficies y componentes incorporados adicionalmente. Se descubrió que las cargas superficiales específicas de ZIF-8 estaban estrechamente relacionadas con sus capacidades de adsorción para simulantes de CWA como el sulfuro de 2-cloroetilo (CEES) y el fosfonato de dimetilmetilo (DMMP). Cubic ZIF-8, con la carga superficial más positiva entre cuatro muestras de ZIF-8, exhibió la mayor capacidad de adsorción para CEES y DMMP a través de la interacción polar efectiva. Además, ZIF-8 exhibió una excelente reciclabilidad sin perder su capacidad de adsorción y sin cambios morfológicos o estructurales críticos.

Los agentes de guerra química (CWA) son sustancias altamente tóxicas que causan graves daños a largo plazo a los seres humanos1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16. 17. El metilfosfonofluoridato de isopropilo, conocido como sarín y GB, es un agente nervioso organofosforado de tipo G extremadamente tóxico que inhibe la acetilcolinesterasa y causa contracción muscular y asfixia a través de interacciones químicas y físicas con sustratos1,2,3,4,5,6,7. El sulfuro de bis-(2-cloroetilo), conocido como mostaza de azufre y HD, es un agente formador de ampollas que daña la piel y los tejidos expuestos6,7,8. A pesar de la fuerte voluntad de la comunidad internacional de proteger a los seres humanos de las CWA altamente peligrosas, el uso de CWA en actividades militares, conflictos armados o ataques terroristas todavía ocurre, y se deben desarrollar estrategias para mitigar sus peligrosos efectos. En este contexto, la adsorción, eliminación y desintoxicación efectiva de los CWA son de gran importancia1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 . En particular, se deben desarrollar urgentemente materiales porosos absorbentes para la adsorción eficiente de CWA para la seguridad humana. Actualmente, los carbonos porosos, las zeolitas y las estructuras organometálicas (MOF) han mostrado un gran potencial para la adsorción efectiva de CWA3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Los simuladores con funcionalidades similares a los CWA, pero con menos toxicidad y, por lo tanto, convenientes para manipular en el laboratorio, como el sulfuro de 2-cloroetil etil (CEES) y el dimetilmetilfosfonato (DMMP), se consideran sustitutos de los CWA para esta investigación.

Entre varios materiales porosos, los MOF son relativamente beneficiosos porque tienen varias propiedades atractivas, como áreas superficiales altas, poros bien definidos, estructuras versátiles y componentes sintonizables. Los MOF se utilizan actualmente en muchas aplicaciones prácticas, como almacenamiento, separación, adsorción, catálisis y detección de gases4,5,6,7,8,9,10,11,12, 16,17,18,19,20,21 ,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33. Se han realizado numerosos estudios para absorber o separar moléculas objetivo18,19,20,21,22,23,24,25, incluidos simulantes de CWA que utilizan MOF4,5,6,7,8,9,10,11,12. Además, se han realizado varios estudios que demuestran que la carga superficial o la morfología de los MOF es un factor importante en la adsorción de las moléculas objetivo34,35,36,37,38,39. Entre los muchos MOF, ZIF-8 es un MOF altamente aplicable debido a su robusta porosidad y alta estabilidad térmica y química40. Aquí, informamos las capacidades de adsorción del ZIF-8 poroso hacia dos simulantes CWA críticos (CEES y DMMP), dependiendo de las características morfológicas y las cargas superficiales específicas de ZIF-8. Se sintetizaron selectivamente cuatro tipos de ZIF-8 con diferentes morfologías (muestras cúbicas, dodecaedro rómbico y en forma de hoja y placa). Descubrimos que los cuatro tipos de ZIF-8 con diferentes morfologías también tenían diferentes cargas superficiales debido a componentes expuestos de manera diferente en las superficies y componentes incorporados adicionalmente. En general, ZIF-8 mostró excelentes capacidades de adsorción para CEES y DMMP en comparación con otros materiales porosos. En particular, el ZIF-8 cúbico, con la carga superficial positiva más alta entre las cuatro muestras de ZIF-8, exhibió las capacidades de adsorción más altas tanto para CEES como para DMMP debido a la interacción polar efectiva del ZIF-8 cúbico con los simulantes a través del electrón. restos ricos dentro de los simulantes CWA. Además, se verificó la excelente reciclabilidad de ZIF-8 para la adsorción CEES, sin cambios morfológicos y estructurales críticos.

Primero, se prepararon cuatro tipos de ZIF-8 con diferentes morfologías utilizando los métodos sintéticos informados (ver "Experimental" para más detalles). El ZIF-8 cúbico (denominado C-ZIF-8) con planos {100} expuestos se preparó mediante la reacción de Zn(NO3)2 y 2-metilimidazol (HMeIm) utilizando el método informado41. También se sintetizó ZIF-8 dodecaédrico rómbico (denominado RD-ZIF-8) con planos {110} expuestos utilizando el método informado41. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) de los productos resultantes revelaron claramente la formación de cubos uniformes y dodecaedros rómbicos de ZIF-8 (Fig. 1a, b). Además, los patrones de difracción de rayos X en polvo (PXRD) muestran los picos característicos de los materiales ZIF-8 bien cristalinos (Fig. 1e). Los espectros de rayos X de dispersión de energía (EDX) de los productos también mostraron elementos característicos, incluidos zinc, carbono y nitrógeno, para ZIF-8 (Figura complementaria S1). Además, el ZIF-8 en forma de hoja (denominado L-ZIF-8) se obtuvo a partir de un proceso sintético de dos pasos (ver "Experimental" para más detalles)42. Finalmente, se preparó ZIF-8 en forma de placa (denominado P-ZIF-8) mediante un método informado en presencia de micelas de ácido esteárico (SA)43. Las imágenes SEM de los productos resultantes revelaron la formación de partículas delgadas de ZIF-8 en forma de hoja (L-ZIF-8, Fig. 1c) y placas cuadradas de ZIF-8 (P-ZIF-8, Fig. 1d). Los patrones PXRD de estos productos son representativos de ZIF-8 (Fig. 1e). Sin embargo, se detectaron picos adicionales en el patrón PXRD de P-ZIF-8 debido a la presencia de micelas SA, que son necesarias para la formación de P-ZIF-8. Los espectros EDX de L-ZIF-8 y P-ZIF-8 mostraron la presencia de elementos zinc, carbono y nitrógeno (Figura complementaria S1).

Imágenes SEM de (a) C-ZIF-8, (b) RD-ZIF-8, (c) L-ZIF-8 y (d) P-ZIF-8. (e) Patrones PXRD de los cuatro tipos de muestras de ZIF-8 que tienen diferentes morfologías y el patrón PXRD simulado de ZIF-8.

Las propiedades porosas de las cuatro muestras de ZIF-8 se analizaron mediante sus isotermas de sorción de N2 a 77 K (Fig. 2a). C-ZIF-8, RD-ZIF-8 y L-ZIF-8 mostraron la isoterma de sorción de N2 tipo I, que es típica de ZIF-840; sin embargo, P-ZIF-8 mostró características no porosas debido a las micelas SA incorporadas dentro de P-ZIF-843, como se muestra en la Fig. 2a. No se observaron diferencias significativas en las áreas de superficie de Brunauer-Emmett-Teller (BET) y los volúmenes totales de poros de C-ZIF-8, RD-ZIF-8 y L-ZIF-8 (Tabla complementaria S1). Por ejemplo, se encontró que el área de superficie BET y el volumen total de poros de C-ZIF-8 eran 1301,1 m2 g-1 y 0,68 cm3 g-1, respectivamente. Además, las distribuciones de tamaño de poro de las muestras de ZIF-8 determinadas mediante el método de la teoría funcional de densidad no local (NLDFT) revelaron la dimensión de poro característica de ZIF-84, 40 a ∼ 11,6 Å para C-ZIF-8, RD- ZIF-8 y L-ZIF-8; sin embargo, no se detectó ningún poro crítico en el caso de P-ZIF-8 debido a las micelas SA incorporadas (Fig. 2b). Las cargas superficiales de las cuatro muestras de ZIF-8 se determinaron a partir de mediciones de potencial zeta (Fig. 2c). Generalmente, se sabe que ZIF-8 tiene una carga superficial positiva debido a los componentes metálicos expuestos (Zn2+) en la superficie externa44, 45. C-ZIF-8, RD-ZIF-8 y L-ZIF-8 mostraron características positivas. cargos; sin embargo, tenían valores potenciales ligeramente variados de 29,7, 21,0 y 17,7 mV, respectivamente (Fig. 2c). Entre las cuatro muestras, C-ZIF-8 tuvo la carga superficial más positiva (29,7 mV, posiblemente debido a la presencia de muchos componentes metálicos expuestos en la superficie)41, 44, 46. Sin embargo, la medición del potencial zeta de P- ZIF-8 reveló que tiene una carga superficial negativa (- 37,4 mV, Fig. 2c) debido a las micelas SA coexistentes. Las diferencias en las cargas superficiales entre las cuatro muestras de ZIF-8 afectaron sus capacidades de adsorción para los simulantes CWA.

(a) Isotermas de sorción de N2 de C-ZIF-8 (azul), RD-ZIF-8 (naranja), L-ZIF-8 (rosa) y P-ZIF-8 (gris). Los símbolos rellenos y abiertos representan las ramas de adsorción y desorción, respectivamente. (b) Distribuciones de tamaño de poro de C-ZIF-8 (azul), RD-ZIF-8 (naranja), L-ZIF-8 (rosa) y P-ZIF-8 (gris) calculadas mediante el método NLDFT. (c) Potenciales Zeta de los cuatro tipos de muestras ZIF-8.

La adsorción de CEES en las cuatro muestras de ZIF-8 se analizó primero a temperatura ambiente utilizando una configuración de frasco en frasco4 (Esquema 1). Se colocaron frascos pequeños que contenían muestras de ZIF-8 y CEES juntos en un frasco grande, y las muestras de ZIF-8 expuestas a vapores de CEES durante varios períodos de tiempo se analizaron mediante espectroscopía de RMN 1H para cuantificar las cantidades de absorción de CEES en las muestras de ZIF-8. Las muestras de ZIF-8 expuestas a vapores de CEES durante varios períodos se digirieron en un disolvente deuterado mixto de CDCl3 y ácido acético-d4. Se utilizaron integraciones máximas de moléculas CEES y HMeIm para determinar la cantidad de CEES por gramo de ZIF-8 (Figuras complementarias S2-S4). En la Fig. 3a se muestran los gráficos de adsorción que muestran la relación entre el tiempo de exposición y las cantidades de absorción de CEES para las cuatro muestras de ZIF-8. No se observó una adsorción CEES significativa en P-ZIF-8, como era de esperar debido a su naturaleza no porosa. La adsorción de CEES en C-ZIF-8, RD-ZIF-8 y L-ZIF-8 casi se saturó en 4 h. Además, las capacidades de adsorción de las tres muestras de ZIF-8 antes mencionadas fueron ligeramente diferentes; Se encontró que la capacidad de adsorción de C-ZIF-8 era la más alta con 460 mg de CEES por gramo de ZIF-8 (460 mg/g). Esta capacidad de adsorción de C-ZIF-8 fue mucho mayor que la de otros materiales porosos, como el carbono (74 mg/g)13 y la zeolita (109 mg/g)14 (Tabla complementaria S2). Las capacidades de adsorción de RD-ZIF-8 y L-ZIF-8 fueron 440 y 421 mg/g, respectivamente (Fig. 3b). La diferencia en las capacidades de adsorción de las tres muestras de ZIF-8 se puede atribuir a sus diferentes cargas superficiales; la carga positiva de las muestras ZIF-8 parece mejorar su interacción efectiva con CEES. La carga positiva de ZIF-8 mejora la interacción polar efectiva con los átomos de azufre ricos en electrones en CEES7, 15, 47. Para una reacción efectiva en adsorción o catálisis, las moléculas objetivo deben adsorberse en el sitio activo48,49,50. En este caso, el átomo de azufre del CEES puede interactuar con el ácido de Lewis del sitio Zn2+ donando un par de electrones solitarios7, 15, 47, 51. Como resultado, los átomos de azufre ricos en electrones pueden ser absorbidos en el sitio Zn2+, y esto El fenómeno es mejor en el caso de C-ZIF-8, que tiene la carga más positiva debido a la exposición de Zn2+ en la superficie. La adsorción de CEES en las muestras de ZIF-8 también se verificó mediante espectroscopia IR; los espectros muestran las bandas representativas7, 52 para CEES en 1262,2 y 1213,0 cm-1 (Figura complementaria S5). Los espectros EDX de las muestras de ZIF-8, excepto P-ZIF-8, confirmaron la incorporación de CEES en ZIF-8, como lo muestra la detección de elementos de azufre y cloro (Fig. 4). Además, las imágenes SEM y los patrones PXRD de las muestras ZIF-8 después de la exposición y adsorción de CEES no revelaron cambios morfológicos y estructurales críticos (Figuras complementarias S6 y S7).

Representación esquemática de una configuración de frasco en frasco para el experimento de adsorción de simulantes CWA en los cuatro tipos de ZIF-8 con diferentes morfologías (C-ZIF-8, RD-ZIF-8, L-ZIF-8 y P- ZIF-8).

( a ) Gráficos de adsorción CEES dependientes del tiempo para los cuatro tipos de ZIF-8. (b) Capacidades de adsorción de los cuatro tipos de ZIF-8 después de 4 h de exposición a vapores CEES. (c) Gráficos de adsorción de DMMP dependiente del tiempo para los cuatro tipos de ZIF-8. (d) Capacidades de adsorción de los cuatro tipos de ZIF-8 después de 5 días de exposición a vapores de DMMP.

Espectros EDX de (a) C-ZIF-8, (b) RD-ZIF-8, (c) L-ZIF-8 y (d) P-ZIF-8 después de la exposición a vapores CEES. Espectros EDX de (e) C-ZIF-8, (f) RD-ZIF-8, (g) L-ZIF-8 y (h) P-ZIF-8 después de la exposición a vapores de DMMP.

Además, las propiedades de adsorción de DMMP de las cuatro muestras de ZIF-8 se analizaron midiendo las cantidades de absorción de DMMP en varios puntos temporales. Las muestras de ZIF-8 expuestas a vapores de DMMP durante varios momentos se digirieron en un disolvente deuterado mixto; a continuación, se utilizaron las integraciones máximas de las moléculas DMMP y HMeIm para determinar las cantidades de DMMP en las muestras ZIF-8 (Figuras complementarias S8-S10). Los gráficos de adsorción que muestran las cantidades de absorción de DMMP para las cuatro muestras de ZIF-8 se muestran en la Fig. 3c. No se observó adsorción de DMMP en el caso de P-ZIF-8, similar a la de CEES, debido a su naturaleza no porosa. La adsorción de DMMP en las otras tres muestras de ZIF-8 se saturó después de 5 días. El tiempo requerido para la saturación de la adsorción de DMMP fue mucho mayor que el de la adsorción CEES (4 h) debido a la menor presión de vapor del DMMP. Las presiones de vapor de DMMP y CEES a 25 °C son 0,96 y 3,4 mmHg53, 54, respectivamente. Las capacidades de adsorción de las tres muestras de ZIF-8 fueron ligeramente diferentes, y la capacidad de adsorción de DMMP de C-ZIF-8 fue la más alta con 530 mg de DMMP por gramo de ZIF-8 (530 mg/g). Este valor es considerablemente más alto que el de otros materiales porosos, incluido el carbono poroso y otros MOF3, 7, 10 (Tabla complementaria S3). Se encontró que las capacidades de adsorción de DMMP de RD-ZIF-8 y L-ZIF-8 eran 412 y 383 mg / g (Fig. 3d). Los espectros IR y los espectros EDX de las muestras ZIF-8, excepto P-ZIF-8, confirmaron la adsorción efectiva de DMMP en las muestras ZIF-8 (Figuras complementarias S11 y 4). No hubo cambios morfológicos o estructurales significativos después de la adsorción de DMMP, como se muestra en las imágenes SEM y los patrones PXRD (Figuras complementarias S12 y S13).

Además, se probó la reciclabilidad de C-ZIF-8 para la adsorción CEES mediante la realización de tres experimentos de adsorción sucesivos (Fig. 5a). La capacidad de adsorción CEES de C-ZIF-8 se conservó bien durante los tres ciclos. Además, la imagen SEM y el patrón PXRD (Fig. 5b, c) de C-ZIF-8 después de tres ciclos no revelaron cambios morfológicos o estructurales críticos durante el proceso de adsorción.

( a ) Reciclabilidad de C-ZIF-8 durante tres ciclos sucesivos de adsorción CEES. El segundo y tercer ciclo se realizaron después de la eliminación del CEES adsorbido mediante la inmersión de las muestras en metanol. (b) Imagen SEM y (c) Patrón PXRD de C-ZIF-8 después de tres ciclos de adsorción sucesivos.

En conclusión, se demostró la adsorción efectiva de dos simulantes vitales de CWA (CEES y DMMP) en ZIF-8 poroso y estable. Se prepararon selectivamente cuatro tipos de ZIF-8 (C-ZIF-8, RD-ZIF-8, L-ZIF-8 y P-ZIF-8) con diferentes morfologías y cargas superficiales específicas y se descubrió que exhibían excelentes propiedades de adsorción. para CEES y DMMP. En particular, C-ZIF-8, que tenía la carga superficial positiva más alta, exhibió las capacidades de adsorción más altas tanto para CEES como para DMMP. La superficie cargada positivamente de C-ZIF-8 atrajo eficazmente moléculas polares de CEES y DMMP, lo que resultó en la mayor capacidad de adsorción. Además, la capacidad de adsorción de C-ZIF-8 se mantuvo bien durante tres ciclos de adsorción, lo que confirma la excelente reciclabilidad de C-ZIF-8 durante la adsorción simulada.

Todos los disolventes y productos químicos se compraron de fuentes comerciales y se utilizaron tal como se recibieron, a menos que se indique lo contrario. El agua desionizada se obtuvo de Millipore Direct-Q®3. Las imágenes SEM se obtuvieron utilizando SEM de emisión de campo JEOL JSM-7001F (Centro Yonsei para Instalaciones de Investigación, Universidad de Yonsei) y SEM de emisión de campo Carl Zeiss SIGMA 55VP (Centro Nacional de Instrumentación para la Gestión Ambiental, Universidad Nacional de Seúl). Los espectros EDX se adquirieron utilizando un dispositivo SEM Hitachi SU 1510 equipado con un sistema Horiba EMAX Energy E-250 EDX. Los patrones de PXRD se obtuvieron utilizando un instrumento Rigaku Ultima IV equipado con una fuente de radiación Cu Kα monocromática de grafito (40 kV, 40 mA). Los espectros IR de las muestras sólidas y los simulantes CWA líquidos se adquirieron utilizando un espectrómetro Jasco FT/IR 4200 y el módulo de reflexión total atenuada. Las isotermas de adsorción-desorción de N2 (77 K) se midieron utilizando un sistema de equipo de adsorción volumétrica BELSORP Max. Todas las isotermas se midieron después del pretratamiento bajo vacío dinámico a temperatura ambiente durante 3 h. Las mediciones del potencial zeta se llevaron a cabo en una solución acuosa utilizando un Malvern Nano-ZS Zetasizer. Los espectros de 1H NMR se registraron en un espectrómetro Bruker Avance III HD 300 (1H NMR, 300 MHz), informándose los cambios químicos en relación con los picos residuales del disolvente deuterado.

Se disolvieron Zn(NO3)2·6H2O (0,1 mmol, 29,7 mg), 2-metilimidazol (HMeIm) (5,5 mmol, 451,6 mg) y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (0,0014 mmol, 0,5 mg) en 8 ml de agua desionizada41. Luego la solución acuosa resultante se incubó a temperatura ambiente durante 20 min. El producto generado dentro de este tiempo se aisló y posteriormente se lavó varias veces con agua desionizada y metanol mediante un ciclo de centrifugación-redispersión y se secó al vacío durante 1 h.

Se disolvieron Zn(NO3)2·6H2O (0,8 mmol, 238,0 mg) y HMeIm (1,7 mmol, 135,6 mg) en metanol (30 ml). Luego la solución resultante se colocó en un baño de aceite a 70 °C durante 30 min. El producto generado dentro de este tiempo se aisló y posteriormente se lavó varias veces con metanol mediante un ciclo de centrifugación-redispersión y se secó al vacío durante 1 h.

La transformación estructural de ZIF-L a L-ZIF-8 se realizó mediante un tratamiento térmico simple de ZIF-L en forma de hoja. El ZIF-L en forma de hoja se sintetizó según un procedimiento descrito anteriormente42. Se disolvieron Zn(NO3)2·6H2O (2 mmol, 595,0 mg) y HMeIm (16 mmol, 1313,6 mg) en agua desionizada (80 ml). Luego la solución acuosa resultante se agitó a temperatura ambiente durante 4 h. El producto generado en este tiempo se aisló y posteriormente se lavó varias veces con agua desionizada mediante un ciclo de centrifugación-redispersión y se secó en estufa a 70 °C. Las partículas de ZIF-L (25,0 mg) se dispersaron en 32 ml de un codisolvente (DMF:etanol = 3:1 v/v). La solución resultante se sonicó durante 5 min y luego se calentó a 70 °C durante 30 h. El producto resultante se aisló y posteriormente se lavó varias veces con etanol mediante un ciclo de centrifugación-redispersión y se secó al vacío durante 1 h.

P-ZIF-8 se sintetizó según el procedimiento informado con una modificación43. Se disolvieron Pluronic F127 (20,0 mg) y ácido esteárico (SA; 0,05 mmol, 14,0 mg) en 2 ml de agua desionizada, se colocaron en un baño de aceite a 80 °C durante 5 h y se incubaron a temperatura ambiente durante 12 h bajo la condición estática para obtener una solución estable de micelas de nanoplacas SA. La solución de micelas SA se disolvió aún más en 33 ml de agua desionizada y se mezcló con dodecilbencenosulfonato de sodio (0,04 mmol, 13,9 mg) durante 15 minutos. Luego, se añadió a la solución Zn(NO3)2·6H2O (0,06 mmol, 17,9 mg) disuelto en 1 ml de agua desionizada y se agitó durante 15 minutos a temperatura ambiente. Posteriormente se añadió a la solución HMeIm (4,0 mmol, 328,4 mg) disuelto en agua desionizada (2 ml) y se agitó durante 1 h a temperatura ambiente. Luego la solución se colocó en un baño de aceite a 80°C durante 12 h. El producto resultante se aisló y posteriormente se lavó varias veces con agua desionizada y etanol mediante un ciclo de centrifugación-redispersión y se secó al vacío durante 1 h.

La adsorción de sulfuro de 2-cloroetilo (CEES) y metilfosfonato de dimetilo (DMMP) en las cuatro muestras de ZIF-8 se llevó a cabo a temperatura ambiente utilizando una configuración de frasco en frasco. Las cuatro muestras de ZIF-8 (5,0 mg) con diferentes morfologías se colocaron en un crisol de cerámica y se colocó un simulante de CWA (500 μl) en un vaso de precipitados de 5 ml. Posteriormente, se colocaron un crisol de cerámica y un vaso de precipitados en el frasco, se cerró la tapa y se selló el frasco con cinta de teflón. Después de un cierto período, la cantidad de simulante de CWA adsorbido en ZIF-8 se cuantificó mediante espectroscopia de RMN 1H. Las muestras de ZIF-8 se digirieron en un disolvente deuterado mixto de CDCl3 y ácido acético-d4 para obtener los espectros de 1H RMN.

En la prueba de reciclaje para adsorción CEES en C-ZIF-8, se realizaron tres ciclos de adsorción. Después del primer ciclo de adsorción, se lavó C-ZIF-8 varias veces con metanol y se secó al vacío durante 30 min. El proceso de adsorción se repitió en las mismas condiciones para el segundo y tercer ciclo.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado y sus archivos de información complementarios.

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Descargar referencias

Esta investigación fue apoyada por el Programa de Investigación y Desarrollo de Tecnología de Defensa Futuro Desafiable a través de la Agencia para el Desarrollo de la Defensa (ADD) financiado por la Administración del Programa de Adquisiciones de Defensa (DAPA) en 2023 (No. 915019201).

Departamento de Química, Universidad de Yonsei, 50 Yonsei-Ro, Seodaemun-Gu, Seúl, 03722, República de Corea

Sojin Oh, Sujeong Lee, Gihyun Lee y Moonhyun Oh

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SO, SL, GL y MO concibieron los experimentos. SO, SL y GL llevaron a cabo los experimentos. SO, SL, GL y MO analizaron los resultados. MO escribió el primer borrador del manuscrito y todos los autores leyeron y revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Moonhyun Oh.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Oh, S., Lee, S., Lee, G. y otros. Capacidad de adsorción mejorada de ZIF-8 para simulantes de agentes de guerra química causada por su morfología y carga superficial. Informe científico 13, 12250 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39507-6

Descargar cita

Recibido: 13 de diciembre de 2022

Aceptado: 26 de julio de 2023

Publicado: 28 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39507-6

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