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金属有机框架薄膜形成过程中的时间分辨原位液相原子力显微镜与红外纳米光谱联用研究
Mandemaker, LDB., Filez, M., Delen, G., Tan, H., Zhang, X., Lohse, D., Weckhuysen, BM.
J Phys Chem Lett
Abstract
金属有机框架（MOF）薄膜作为智能膜与光催化涂层展现出无可比拟的应用前景。然而，其由复杂分子组装过程引发的成核与生长行为尚未被充分理解，而这对于调控薄膜性能至关重要。本研究通过实时原位原子力显微镜（AFM）直接观测HKUST-1薄膜在Cu-BTC溶液中不同温度下的成核与生长行为。结合非原位红外纳米光谱技术，发现在25°C合成条件下，初始成核表现为快速生长的HKUST-1岛状结构被持续成核但缓慢生长的HKUST-1毯状结构包围。在13°C与50°C的监测显示温度对薄膜形成的强烈影响，导致（部分）成核与生长抑制现象。该成核生长机制及动力学研究为未来MOF薄膜的理性设计提供了重要依据。