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Designing a new method for growing metal–organic framework (MOF) on MOF: synthesis, characterization and catalytic applications
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2023-01-30 , DOI: 10.1039/d2nr06729c Parvin Sanati-Tirgan 1 , Hossein Eshghi 1 , Arezou Mohammadinezhad 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2023-01-30 , DOI: 10.1039/d2nr06729c Parvin Sanati-Tirgan 1 , Hossein Eshghi 1 , Arezou Mohammadinezhad 1
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Metal–organic frameworks as a unique class of high-surface-area materials have gained considerable attention due to their characteristic properties. In this perspective, herein, we report an eco-friendly and inexpensive route for the synthesis of 4(3H)-quinazolinones using magnetically separable core–shell-like bimetallic Fe3O4-MAA@Co-MOF@Cu-MOF NPs as environmentally-friendly heterogeneous catalysts. To the best of our knowledge, this is the first example of the integration of two different types of MOFs, which contain two different metal ions (Co2+ in the core and Cu2+ in the shell) using an external ligand. Our study not only introduces a novel nanostructured catalyst for the organic reaction but also presents a new strategy for the combination of two MOFs in one particle at the nanometer level. To survey the structural and compositional features of the synthesized nanocatalyst, a variety of spectroscopic and microscopic techniques including FT-IR, XRD, BET, TEM, HR-TEM, FE-SEM, EDX, EDX-mapping, TGA, VSM, and ICP-OES were employed. The combination of magnetic Co-MOF with Cu-MOF leads to achieving unique structural and compositional properties for Fe3O4-MAA@Co-MOF@Cu-MOF NPs with a particle size of 20–70 nm, mesostructure, and relatively large specific surface area (236.16 m2 g−1). The as-prepared nanostructured catalyst can be an excellent environment catalyst for the synthesis of a wide library of 4(3H)-quinazolinones derivatives, including electron-donating and electron-withdrawing aromatic, heteroaromatic, and aliphatic compounds under solvent-free conditions much better than the parent precursors. Moreover, by investigating the longevity of the nanocatalyst, the conclusion could be derived that the aforesaid nanocatalyst is stable under reaction conditions and could be recycled for at least seven recycle runs without a discernible decrease in its catalytic activity.
中文翻译：
设计一种在 MOF 上生长金属有机框架 (MOF) 的新方法：合成、表征和催化应用
金属有机骨架作为一类独特的高表面积材料，由于其独特的性能而受到广泛关注。从这个角度来看，我们在此报告了一种使用可磁分离核壳状双金属 Fe 3 O 4 -MAA@Co-MOF@Cu-MOF NPs合成 4(3 H )-喹唑啉酮的环保且廉价的途径作为环境友好的多相催化剂。据我们所知，这是整合两种不同类型 MOF 的第一个例子，它包含两种不同的金属离子（核心中的Co 2+和 Cu 2+在外壳中）使用外部配体。我们的研究不仅介绍了一种用于有机反应的新型纳米结构催化剂，而且还提出了一种在纳米水平上将两种 MOF 结合在一个粒子中的新策略。为了调查合成纳米催化剂的结构和组成特征，各种光谱和显微技术，包括 FT-IR、XRD、BET、TEM、HR-TEM、FE-SEM、EDX、EDX-mapping、TGA、VSM 和 ICP -使用了 OES。磁性 Co-MOF 与 Cu-MOF 的结合使 Fe 3 O 4 -MAA@Co-MOF@Cu-MOF NPs 具有独特的结构和组成特性，其粒径为 20–70 nm，具有细孔结构，并且相对较大比表面积 (236.16 m 2 g −1). 所制备的纳米结构催化剂可以作为一种出色的环境催化剂，用于在无溶剂条件下合成广泛的 4(3 H )-喹唑啉酮衍生物库，包括给电子和吸电子芳香族、杂芳族和脂肪族化合物优于父前体。此外，通过研究纳米催化剂的寿命，可以得出结论，上述纳米催化剂在反应条件下是稳定的，并且可以再循环至少七次循环运行而其催化活性没有明显下降。
更新日期：2023-01-30
中文翻译：
设计一种在 MOF 上生长金属有机框架 (MOF) 的新方法：合成、表征和催化应用
金属有机骨架作为一类独特的高表面积材料，由于其独特的性能而受到广泛关注。从这个角度来看，我们在此报告了一种使用可磁分离核壳状双金属 Fe 3 O 4 -MAA@Co-MOF@Cu-MOF NPs合成 4(3 H )-喹唑啉酮的环保且廉价的途径作为环境友好的多相催化剂。据我们所知，这是整合两种不同类型 MOF 的第一个例子，它包含两种不同的金属离子（核心中的Co 2+和 Cu 2+在外壳中）使用外部配体。我们的研究不仅介绍了一种用于有机反应的新型纳米结构催化剂，而且还提出了一种在纳米水平上将两种 MOF 结合在一个粒子中的新策略。为了调查合成纳米催化剂的结构和组成特征，各种光谱和显微技术，包括 FT-IR、XRD、BET、TEM、HR-TEM、FE-SEM、EDX、EDX-mapping、TGA、VSM 和 ICP -使用了 OES。磁性 Co-MOF 与 Cu-MOF 的结合使 Fe 3 O 4 -MAA@Co-MOF@Cu-MOF NPs 具有独特的结构和组成特性，其粒径为 20–70 nm，具有细孔结构，并且相对较大比表面积 (236.16 m 2 g −1). 所制备的纳米结构催化剂可以作为一种出色的环境催化剂，用于在无溶剂条件下合成广泛的 4(3 H )-喹唑啉酮衍生物库，包括给电子和吸电子芳香族、杂芳族和脂肪族化合物优于父前体。此外，通过研究纳米催化剂的寿命，可以得出结论，上述纳米催化剂在反应条件下是稳定的，并且可以再循环至少七次循环运行而其催化活性没有明显下降。
京公网安备 11010802027423号