ИСТИНА

В последние десятилетия особое внимание в научной литературе обращено к металл-органическим каркасам (MOF) — трехмерным пористым координационным полимерам, содержащим металлические центры, связанные органическими лигандами (линкерами). Характерные для MOF высокая пористость и площадь поверхности обеспечивают широкий спектр применения в различных областях, включая хранение и разделение газов, катализ и доставку лекарств. MOF на основе редкоземельных элементов (РЗЭ) вызывают особый интерес благодаря уникальным люминесцентным и магнитным свойствам. Цель нашей работы заключается в разработке методик синтеза новых MOF на основе полиядерных карбоксилатов РЗЭ. В работе изучалось взаимодействие четырехъядерных гидроксокарбоксилатов Ln4(OH)2(piv)10(H2O)2 (Ln = Ce, Pr, Nd, Tb; piv– — 2,2-диметилпропаноат, пивалат) и шестиядерного оксокарбоксилата церия (IV) Ce6O8(piv)8(deta)4 (deta — диэтилентриамин) в качестве источников металла с терефталевой кислотой (H2bdc) в качестве линкерного лиганда. Синтез металл-органических каркасов проводили в диметилформамиде (DMF) в сольвотермальных условиях. Состав полученных соединений устанавливали совокупностью методов ИК-спектроскопии и ТГА (на воздухе и в аргоне с масс-спектрометрией выделяющихся газов), фазовый состав подтверждали методом РФА. В рамках экспериментов с Ce4(OH)2(piv)10(H2O)2 и Ce6O8(piv)8(deta)4 было установлено, что независимо от источника металла основным продуктом сольвотермального синтеза при различных температурах и временах синтеза является ранее описанный в литературе каркас Ce5(bdc)7.5(DMF)4. В качестве примеси в синтезе из Ce6O8(piv)8(deta)4 были получены единичные монокристаллы нового MOF ((CH3)2NH2)2[Ce2(bdc)4(DMF)2]∙2H2O. По данным РСтА его кристаллическая структура построена из биядерных фрагментов, связанных терефталат-анионами в трехмерный анионный каркас [Ce2(bdc)4]2–, который содержит в порах катионы диметиламмония, а также молекулы DMF и H2O (рис. 1). В чистом виде каркас удалось получить модификацией исходной методики. Также установлено, что новый каркас удается синтезировать в чистом виде с использованием в качестве источника металла различных соединений церия: Ce6O8(piv)8(deta)4, Ce4(OH)2(piv)10(H2O)2, Ce2(CH3COO)6(H2O)x. При проведении аналогичных реакций с кластерами Ln4(OH)2(piv)10(H2O)2 на основе других лантанидов начала и середины ряда (Ln = Pr, Nd, Tb) были получены изоструктурные каркасы. В рамках дальнейшей работы планируется установить возможность образования нового каркаса для других РЗЭ, а также изучить функциональные свойства полученных соединений: пористость, площадь поверхности, люминесцентные свойства.