Enhanced hydrogen uptake and the electronic structure of lithium-doped metal-organic frameworks

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 112, Issue 25, 2008, Pages 9278-9284

  Dalach, P ^a   Frost, H ^a,b   Snurr, R Q ^a,b   Ellis, D E ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b Northwestern University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DENSITY-FUNCTIONAL; ELECTRONIC ENVIRONMENTS; GAS SEPARATIONS; HYDROGEN UPTAKE; METAL-ORGANIC FRAMEWORK MATERIALS; METAL-ORGANIC FRAMEWORKS;

BINDING SITES; BIOCHEMISTRY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC STRUCTURE; HYDROGEN; HYDROGEN STORAGE; LITHIUM; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; SEPARATION;

BINDING ENERGY;

EID: 53549112181     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp801008d     Document Type: Article

References (57)

1. Yaghi, O. M.; Li, G.; Li, H. Nature 1995, 378, 703.
2. Eddaoudi, M.; Moler, D. B.; Li, H.; Chen, B.; Reineke, T. M.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 319.
3. Rosi, N. L.; Eckert, J.; Eddaoudi, M.; Vodak, D. T.; Kim, J.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2003, 300, 5622.
4. James, S. L. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 5.
5. Rowsell, J. L. C.; Yaghi, O. M. Microporous Mesoporous Mater. 2004, 73, 3.
6. Xiong, R. G.; You, X. Z.; Abrahams, B. F.; Xue, Z.; Che, C. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 4422.
7. (a) Bradshaw, D.; Claridge, J. B.; Cussen, E. J.; Prior, T. J.; Rosseinsky, M. J. Acc. Chem. Res. 2006, 38, 273.
8. (b) Kesanli, B.; Lin, W. B. Coord. Chem. Rev. 2003, 246, 305.
9. (c) Kitagawa, S.; Kitaura, R.; Noro, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2334.
10. (d) Pan, L.; Sander, M. B.; Huang, X.; Li, J.; Smith, M.; Bittner, E.; Bockrath, B.; Johnson, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1308.
11. (e) Dybtsev, D. N.; Chun, H.; Yoon, S. H.; Kim, D.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 32.
12. (a) Fujita, M.; Kwon, J. Y.; Washizu, S.; Ogura, K. J. Am. Chem. Soc. 1994, 16, 1151.
13. (b) Seo, J. S.; Whang, D.; Lee, H.; Jun, S. I.; Oh, J.; Jeon, Y. J.; Kim, K. Nature 2000, 404, 982.
14. (c) Kitaura, R.; Onoyama, G.; Sakamoto, H.; Matsuda, R.; Noro, S. I.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed 2004, 43, 2684.
15. Cho, S.-H.; Ma, B.-Q.; Nguyen, S. T.; Hupp, J. T.; Albrecht-Schmitt, T. E. Chem. Commun. 2006, 2563.
16. (a) Rowsell, J. L. C.; Yaghi, O. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 4670.
17. (b) Rowsell, J. L. C.; Millward, A. R.; Park, K. S.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5666.
18. (c) Poirier, E.; Chahine, R.; Benard, P.; Lafi, L.; Dorval-Douville, G.; Chandonia, P. A. Langmuir 2006, 22, 8784.
19. (d) Ferey, G.; Latroche, M.; Serre, C.; Millange, F.; Loiseau, T.; Percheron-Guegan, A. Chem. Commun. 2003, 2976.
20. (e) Chen, B. L.; Ockwig, N. W.; Millward, A. R.; Contreras, D. S.; Yaghi, O. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 4745.
21. (f) Dinca, M.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9376.
22. Frost, H.; Duren, T.; Snurr, R. Q. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9565.
23. Dinca, M.; Dailly, A.; Liu, Y.; Brown, C. M.; Neumann, D. A.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16876.
24. U.S. Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), Hydrogen, Fuel cells & Infrastructure Technologies Program, Multi-Year RD&D Plan, 2007. http://wwwl.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/mypp/pdfs/ storage.pdf.
25. Peterson, V. K.; Liu, Y.; Brown, C. M.; Kepert, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15578.
26. Li, Y.; Yang, R. T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 726.
27. Mulfort, K. L.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9604.
28. Forster, P. M.; Eckert, J.; Heiken, B. D.; Parise, J. B.; Yoon, J. W.; Jhung, S. H.; Chang, J.-S.; Cheetham, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 51.
29. Ma, B.-Q.; Mulfort, K. L.; Hupp, J. T. Inorg. Chem. 2005, 44, 4912.
30. Dinolfo, P. H.; Williams, M. E.; Stern, C. L.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12989.
31. Han, S. S.; Goddard, W. A., III J. Am. Chem. Soc 2007, 129, 8422.
32. Blomqvist, A.; Moysés Araújo, C.; Srepusharawoot, P.; Ahuja, R. PNAS 2007, 104 (51), 20173-20176.
33. (a) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251.
34. (b) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558.
35. (c) Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.
36. (d) Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
37. (a) Ellis, D. E.; Warschkow, O. Coord. Chem. Rev. 238- 2003, 239, 31.
38. (b) Ellis, D. E.; Guenzburger, D. Adv. Quantum Chem. 1999, 34, 51.
39. Hübner, O.; Glöss, A.; Fichtner, M.; Klopper, W. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3019.
40. (a) Sagara, T.; Ortony, J.; Ganz, E. J. Chem. Phys. 2005, 123, 214707.
41. (b) Sagara, T.; Klassen, J.; Ortony, J.; Ganz, E. J. Chem. Phys. 2005, 123, 014701.
42. (c) Sagara, T.; Klassen, J.; Ganz, E. J. Chem. Phys. 2004, 21, 24.
43. (d) Mueller, T.; Ceder, G. J. Phys. Chem. B. 2005, 109, 17974.
44. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M., Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; ChenW.; WongM. W.; GonzalezC.; PopleJ. A. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
45. (a) te Velde, G.; Bickelhaupt, F. M.; VanGisbergen, S. J. A.; FonsecaGuerra, C.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931.
46. (b) Fonseca Guerra, C.; Snijders, J. G.; te Velde, G.; Baerends, E. J. Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 391.
47. (c) ADF2007.01, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com.
48. Crespo-Otero, R.; Montero, L. A.; Stohrer, W.-D.; Garcíadelavega, J. M. J. Chem. Phys. 2005, 123, 134107.
49. Toumus, F.; Latil, S.; Heggie, M. I.; Charlier, J.-C. Phys. Rev. B 2005, 72, 075431.
50. Perdew, J. P.; Burke, K.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1996, 54, 16533.
51. Langreth, D. C.; Dion, M.; Rydberg, H.; Schröder, E.; Hyldgaard. P.; Lundqvist, B. I. Int. J. Quantum Chem. 2004, 101, 599.
52. (b) Andersson, Y.; Langreth, D. C.; Lundqvist, B. I. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 102.
53. (c) Sato, T.; Tsunada, T.; Hrao, K. Mol. Phys. 2005, 103, 1151.
54. Kim, Y.-O.; Park, S.-M. J. Electrochem. Soc. 2001, A194-A199, 148.
55. Gigras, A.; Bhatia, S. K.; Kumar, A. V.; Myers, A. L. Carbon 2007, 45, 1043-1050.
56. (a) Dubbeldam, D.; Frost, H.; Walton, K. S.; Snurr, R. Q. Fluid Phase Equilib. 2007, 261, 152.
57. (b) Dubbeldam, D.; Snurr, R. Q. Mol. Simul. 2007, 33, 305.