Encapsulation of hexanal in Calcium based squaric acid metal organic frameworks UTSA-280

Abstract

Verschillende poreuze stoffen zijn de afgelopen jaren onderzocht voor diverse toepassingen. Metal organic frameworks (MOF's) zijn een uitgebreide familie van poreuze materialen, die worden gevormd door metaalionen te combineren met organische linkers om complexe driedimensionale structuren te vormen. De poriën kunnen specifiek worden ontworpen om actieve moleculen in op te slaan, die nadien op gecontroleerde wijze worden vrijgezet om zo bv. de houdbaarheid van voedsel te verlengen. Deze studie beoogt het synthetiseren van een calcium kwadraatzuur MOF, ook bekend als UTSA-280, door middel van een mechanisch-chemisch syntheseproces. Hierbij wordt ook de haalbaarheid van calcium als vervanger van traditionele transitiemetalen in MOF’s onderzocht. Hexanal, een vluchtige antimicrobiële verbinding, wordt geïntegreerd in UTSA-280-kristallen via een dampdiffusieproces. Voor en na de hexanal encapsulatie, worden de gesynthetiseerde UTSA-280-kristallen gekarakteriseerd met behulp van X-stralen diffractie (XRD), Fourier transform infrarood spectroscopie (FTIR), thermogravimetrische analyse (TGA), differentiële scanning calorimetrie (DSC) en scanning elektronenmicroscopie (SEM). XRD-patronen, FTIR-spectra en SEM-beelden bewijzen dat de UTSA-280-kristallen succesvol zijn gesynthetiseerd. FTIR-, TGA- en DSC-analyses bevestigen dat de inkapseling succesvol was, waarbij TGA aantoont dat UTSA-280 ongeveer ~20 wt% hexanal kan opslaan.