Reichmayr, F., Wolf, D., Zhang, G., Wang, M., Herzog, M., Dong, R., Feng, X., Lubk, A., Weidinger, I. M. “Raman Marker Bands for In Situ Quality Control During Synthesis of 2D Conjugated Metal–Organic Frameworks.” Adv. Mater. Interfaces 2025, 12, e00686. https://doi.org/10.1002/admi.202500686
金属中心と有機配位子が配位結合により結晶性多孔質構造を形成する金属有機構造体（MOF）は、ガス貯蔵、分離、センシング、電気触媒など幅広い応用が期待されることから、近年活発に研究が進められている。特に、面内π共役と面外π-πスタッキングを有する二次元共役金属有機構造体（2D c-MOF）は、従来のMOFが持つ低い導電性を克服し、電気触媒として高い性能を発揮する。このMOFの電気化学特性は結晶ドメインサイズに強く依存するため、合成中に結晶品質を制御・予測する手法の開発が重要である。その場測定法としてX線回折やNMR、透過電子顕微鏡などが報告されているが、ラマン分光法は結晶形成前の化学反応や分子間相互作用を直接観測できる点で有利である。
しかし、既報のその場計測法は主に三次元MOFの合成を対象としており、2D c-MOFの結晶品質を合成中にリアルタイムで予測できる簡便な手法は確立されていなかった。
そこで、本研究では気液界面で合成されるCu₂[ZnPc-O₈] MOFの形成過程をその場ラマン分光法により追跡し、配位子の凝集状態とMOF形成を可視化するマーカーバンドを同定した。凝集していない配位子由来の1500 cm⁻¹ピーク強度が減少する一方でMOF由来の1570 cm⁻¹ピークが増大し、凝集配位子由来の1520 cm⁻¹ピークは変化しないことを見出した。透過電子顕微鏡観察と組み合わせた結果、配位子の凝集時間が長いほどMOFの結晶ドメインサイズ分布の分散が大きくなり、平均サイズも減少することが明らかとなった。測定には594 nm発振のCobolt Mamboレーザーを励起光源として使用し、凝集体と非凝集体双方を効率的に検出した。本手法は非侵襲的かつ迅速で、自動化合成に向けた品質管理法として有望である。
※本要約は、オープンアクセス論文（CC BY 4.0）に基づいています。
ラマン分光に使用された594nmレーザー
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