हकुस्त-1 (HKUST-1)

HKUST-1 (HKUST ⇒ हांगकांग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय), जिसे MOF-199 भी कहा जाता है, मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क|मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क (MOFs) की श्रेणी की सामग्री है। धातु-कार्बनिक ढांचे क्रिस्टलीय सामग्री हैं, जिसमें तीन आयामों में विस्तारित समन्वय जटिल उद्देश्यों को दोहराने के लिए धातुएं लिगेंड (तथाकथित लिंकर अणु) से जुड़ी होती हैं। HKUST-1 ढांचा डिमेरिक धातु इकाइयों से बना है, जो ट्राइमेसिक एसिड | बेंजीन-1,3,5-ट्राईकार्बोक्सिलेट लिंकर अणुओं से जुड़े हैं। पैडलव्हील इकाई धातु केंद्रों के समन्वय वातावरण का वर्णन करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला संरचनात्मक रूप है और इसे HKUST-1 संरचना की द्वितीयक भवन इकाई (SBU) भी कहा जाता है। पैडलव्हील चार बेंजीन-1,3,5-ट्राईकार्बोक्सिलेट लिंकर्स अणुओं से बना है, जो दो धातु केंद्रों को जोड़ता है। हाइड्रेटेड अवस्था में पैडलव्हील इकाई की अक्षीय स्थिति में दो धातु केंद्रों में से प्रत्येक के लिए एक पानी के अणुओं का समन्वय किया जाता है, जो आमतौर पर तब पाया जाता है जब सामग्री को हवा में संभाला जाता है। एक सक्रियण प्रक्रिया (हीटिंग, खालीपन) के बाद, इन पानी के अणुओं को हटाया जा सकता है (निर्जलित अवस्था) और धातु परमाणुओं पर समन्वय स्थल खाली छोड़ दिया जाता है। इस निर्लिप्त समन्वय स्थल को समन्वित रूप से असंतृप्त साइट (CUS) कहा जाता है और इसे अन्य अणुओं द्वारा एक्सेस किया जा सकता है।

मोनोमेटैलिक HKUST-1 अनुरूप
घन2+ पहले संश्लेषित HKUST-1 सामग्री में धातु केंद्र के रूप में इस्तेमाल किया गया था, लेकिन HKUST-1 संरचना अन्य धातुओं से भी प्राप्त की गई थी। सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली धातुओं का ऑक्सीकरण अवस्था + II है, जिसके परिणामस्वरूप एक तटस्थ समग्र ढांचा होता है। वैलेंस (रसायन विज्ञान) धातुओं (ऑक्सीकरण अवस्था +3) के मामले में, समग्र ढांचे को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है और चार्ज की क्षतिपूर्ति और चार्ज तटस्थता की गारंटी देने के लिए आयनों की आवश्यकता होती है।

मिश्रित-धातु HKUST-1 अनुरूप
मोनोमेटैलिक HKUST-1 एनालॉग्स के अलावा, कई मिश्रित-धातु HKUST-1 सामग्रियों को संश्लेषित किया गया था, जिसमें दो धातुओं को क्रिस्टलोग्राफिक रूप से समतुल्य पदों पर फ्रेमवर्क संरचना में शामिल किया गया है। संश्लेषण (प्रत्यक्ष संश्लेषण) के लिए दोनों धातुओं का उपयोग करके या धातु-कार्बनिक ढांचे # पोस्ट-सिंथेटिक संशोधन | पोस्ट-सिंथेटिक धातु-विनिमय का उपयोग करके दो धातुओं का समावेश प्राप्त किया जा सकता है। पोस्ट-सिंथेटिक धातु विनिमय के लिए, पहले चरण में एक मोनोमेटैलिक HKUST-1 सामग्री को संश्लेषित किया जाता है। इसके बाद, इस मोनोमेटैलिक HKUST-1 को दूसरी धातु वाले घोल में निलंबित कर दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मिश्रित धातु HKUST-1 के ढांचे में धातु केंद्रों का आदान-प्रदान होता है।

सैद्धांतिक रूप से गणना की गई HKUST-1 अनुरूप
कई HKUST-1 एनालॉग्स को पहले ही संश्लेषित किया जा चुका है, लेकिन कई शोध समूहों ने सैद्धांतिक गणनाओं के माध्यम से HKUST-1 संरचना के गुणों की जांच की है।   इस उद्देश्य के लिए, अतिरिक्त धातु केंद्रों को सैद्धांतिक स्तर पर ढांचे में शामिल किया गया था, जिनका उपयोग संश्लेषण (जैसे Sc, V, Ti, W, Cd) के लिए नहीं किया गया है।  विभिन्न अन्य धातुओं (जैसे W, Re, Os, Ir, Pt, Au) के संयोजन में Cu युक्त मिश्रित-धातु HKUST-1 पर सैद्धांतिक अध्ययन भी रिपोर्ट किया गया, जिनमें से कई धातु संयोजनों को संश्लेषित नहीं किया गया है।