In situ FTIR-спектроскопия для сканирования доступных активных центров в дефект-инициированном UiO-66

Три образца UiO-66 были получены методом сольвотермального синтеза с использованием подхода дефект-инициирования, где в качестве модулятора применяли бензойную кислоту. Образцы характеризовали различными методами, а их кислотные свойства оценивали методом Фурье-спектроскопии в ИК-области (FTIR) по адсорбированным CO и CD3CN. Во всех образцах, вакуумированных при комнатной температуре, присутствовали мостиковые μ3-OH группы, взаимодействующие с обоими зондовыми молекулами. Вакуумирование при 250 °C приводило к дегидроксилированию и исчезновению μ3-OH групп. Синтез без модулятора дал материал с открытыми Zr-сайтами; они были обнаружены при низкотемпературной адсорбции CO на образце, вакуумированном при 200 °C, и по CD3CN даже на образце, вакуумированном при комнатной температуре. Однако такие сайты отсутствовали в двух образцах, полученных с модулятором. ИК- и рамановские спектры показали, что в этих случаях дефектные Zr4+ сайты были насыщены бензоатами, что препятствовало их взаимодействию с зондами. Наконец, дегидроксилирование всех образцов приводило к образованию другого типа голых Zr-сайтов, которые не взаимодействовали с CO, но образовывали комплексы с ацетонитрилом, вероятно в результате структурной реорганизации. Результаты демонстрируют, что FTIR-спектроскопия является мощным инструментом для исследования наличия и доступности кислотных центров в UiO-66, что важно для его применения в адсорбции и катализе.