Tailoring metal-organic frameworks for CO2 capture: The amino effect

ChemSusChem

Volumn 4, Issue 9, 2011, Pages 1281-1290

  Vitillo, Jenny G ^a   Savonnet, Marie ^b,c   Ricchiardi, Gabriele ^a   Bordiga, Silvia ^a  

^a UNIVERSITY OF TURIN   (Italy)

^b IFP ENERGIES NOUVELLES   (France)

^c UNIVERSITÉ LYON 1   (France)

Author keywords

amines; carbon dioxide fixation; density functional calculations; metal organic frameworks; supercritical fluids

Indexed keywords

ADSORPTION; AMINES; CARBON; EFFLUENT TREATMENT; FUNCTIONAL GROUPS; GAS EMISSIONS; GREENHOUSE GASES; QUANTUM THEORY; SUPERCRITICAL FLUIDS;

ADSORPTION ENERGIES; ANTHROPOGENIC GREENHOUSE GAS EMISSIONS; AROMATIC AMINES; CARBON DIOXIDE CAPTURE; CARBON DIOXIDE FIXATION; DENSITY-FUNCTIONAL CALCULATIONS; DIRECT INTERACTIONS; HIGH-CAPACITY; METAL ORGANIC FRAMEWORK; QUANTUM MECHANICAL METHOD; RATIONAL SYNTHESIS; SCREENING TOOL; SCRUBBER SYSTEMS; SUPER-CRITICAL;

CARBON DIOXIDE;

AMINE; CARBON DIOXIDE; ORGANOMETALLIC COMPOUND;

ARTICLE; CARBON SEQUESTRATION; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION; ISOLATION AND PURIFICATION; STATIC ELECTRICITY; THERMODYNAMICS; VIBRATION;

AMINES; CARBON DIOXIDE; CARBON SEQUESTRATION; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; STATIC ELECTRICITY; THERMODYNAMICS; VIBRATION;

EID: 80052959250     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201000458     Document Type: Article

References (85)

1. EPICA community members, Nature 2004, 429, 623
2. J. R. Petit, J. Jouzel, D. Raynaud, N. I. Barkov, J.-M. Barnola, I. Basile, M. Bender, J. Chappellaz, M. Davis, G. Delaygue, M. Delmotte, V. M. Kotlyakov, M. Legrand, V. Y. Lipenkov, C. Lorius, L. Pépin, C. Ritz, E. Saltzmann, M. Stievenardt, Nature 1999, 399, 429.
3. P. Tans, R. Keeling, (accessed June 2010).
4. D. W. Keith, M. Ha-Duong, J. K. Stolaroff, Clim. Change 2006, 74, 17
5. K. S. Lackner, Sci. Am. 2010, 302, 66
6. V. Nikulshina, A. Steinfeld, Chem. Eng. J. 2009, 155, 867
7. M. C. MacCracken, Environ. Res. Lett. 2009, 4, 045107
8. K. S. Lackner, Eur. Phys. J. Spec. Top. 2009, 176, 93.
9. D. M. D'Alessandro, B. Smit, J. R. Long, Angew. Chem. 2010, 122, 6194
10. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6058.
11. S. R. Caskey, A. G. Wong-Foy, A. J. Matzger, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10870.
12. A. L. Goodman, L. A. Campus, K. T. Schroeder, Energy Fuels 2005, 19, 471.
13. J. C. Hicks, J. H. Drese, D. J. Fauth, M. L. Gray, G. G. Qi, C. W. Jones, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2902.
14. M. Nainar, A. Veawab, Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 9299
15. A. Veawab, P. Tontiwachwuthikul, A. Chakma, Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 3917.
16. R. Serna-Guerrero, E. Da'na, A. Sayari, Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 9406.
17. R. Srivastava, D. Srinivas, P. Ratnasamy, Appl. Catal. A 2005, 289, 128.
18. X. C. Xu, C. S. Song, J. M. Andresen, B. G. Miller, A. W. Scaroni, Energy Fuels 2002, 16, 1463
19. R. Srivastava, D. Srinivas, P. Ratnasamy, J. Catal. 2005, 233, 1
20. R. Srivastava, D. Srinivas, P. Ratnasamy, Microporous Mesoporous Mater. 2006, 90, 314.
21. A. Dibenedetto, C. Pastore, C. Fragale, M. Aresta, ChemSusChem 2008, 1, 742.
22. S. G. Kazarian, M. F. Vincent, F. V. Bright, C. L. Liotta, C. A. Eckert, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1729.
23. S. Couck, J. F. M. Denayer, G. V. Baron, T. Remy, J. Gascon, F. Kapteijn, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6326.
24. J. L. Song, Z. F. Zhang, S. Q. Hu, T. B. Wu, T. Jiang, B. X. Han, Green Chem. 2009, 11, 1031
25. R. Vaidhyanathan, S. S. Iremonger, K. W. Dawson, G. K. H. Shimizu, Chem. Commun. 2009, 5230.
26. A. Demessence, D. M. D'Alessandro, M. L. Foo, J. R. Long, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8784.
27. Y. K. Hwang, D.-Y. Hong, J.-S. Chang, S. H. Jhung, Y.-K. Seo, J. Kim, A. Vimont, M. Daturi, C. Serre, G. Férey, Angew. Chem. 2008, 120, 4212
28. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4144.
29. A. Phan, C. J. Doonan, F. J. Uribe-Romo, C. B. Knobler, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 58.
30. B. Arstad, H. Fjellvag, K. O. Kongshaug, O. Swang, R. Blom, Adsorption 2008, 14, 755.
31. J. Gascon, U. Aktay, M. D. Hernandez-Alonso, G. P. M. van Klink, F. Kapteijn, J. Catal. 2009, 261, 75.
32. S. Bauer, C. Serre, T. Devic, P. Horcajada, J. Marrot, G. Ferey, N. Stock, Inorg. Chem. 2008, 47, 7568.
33. M. Kandiah, M. H. Nilsen, S. Usseglio, S. Jakobsen, U. Olsbye, M. Tilset, C. Larabi, E. A. Quadrelli, F. Bonino, K. P. Lillerud, Chem. Mater. 2010, 22, 6632.
34. P. J. E. Harlick, A. Sayari, Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 3248.
35. M. J. Ingleson, J. P. Barrio, J. B. Guilbaud, Y. Z. Khimyak, M. J. Rosseinsky, Chem. Commun. 2008, 2680
36. O. M. Yaghi, M. O'Keeffe, N. W. Ockwig, H. K. Chae, M. Eddaoudi, J. Kim, Nature 2003, 423, 705
37. M. Eddaoudi, J. Kim, N. Rosi, D. Vodak, J. Wachter, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2002, 295, 469.
38. J. L. C. Rowsell, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1304.
39. A. R. Millward, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17998.
40. P. L. Llewellyn, S. Bourrelly, C. Serre, Y. Filinchuk, G. Férey, Angew. Chemie 2006, 118, 7915
41. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7751.
42. E. Neofotistou, C. D. Malliakas, P. N. Trikalitis, Chem. Eur. J. 2009, 15, 4523.
43. A. Comotti, S. Bracco, P. Sozzani, S. Horike, R. Matsuda, J. Chen, M. Takata, Y. Kubota, S. Kitagawa, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13664.
44. H. Kim, Y. Kim, M. Yoon, S. Linn, S. M. Park, G. Seo, K. Kim, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12200.
45. M. Xue, Y. Liu, R. M. Schaffino, S. C. Xiang, X. J. Zhao, G. S. Zhu, S. L. Qiu, B. L. Chen, Inorg. Chem. 2009, 48, 4649
46. M. Tagliabue, D. Farrusseng, S. Valencia, S. Aguado, U. Ravon, C. Rizzo, A. Corma, C. Mirodatos, Chem. Eng. J. 2009, 155, 553.
47. H. Hayashi, A. P. Cote, H. Furukawa, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Nat. Mater. 2007, 6, 501.
48. K. D. Vogiatzis, A. Mavrandonakis, W. Klopper, G. E. Froudakis, ChemPhysChem 2009, 10, 374.
49. E. Stavitski, E. A. Pidko, S. Couck, T. Remy, E. J. M. Hensen, B. M. Weckhuysen, J. Denayer, J. Gascon, F. Kapteijn, Langmuir 2011, 27, 3970.
50. O. M. Yaghi, FY 2009 Annual Progress Report, DOE Hydrogen Program 2009.
51. M. Savonnet, D. Bazer-Bachi, N. Bats, J. Perez-Pellitero, E. Jeanneau, V. Lecocq, C. Pinel, D. Farrusseng, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4518.
52. A. Torrisi, C. Mellot-Draznieks, R. G. Bell, J. Chem. Phys. 2009, 130, 194703.
53. A. Torrisi, C. Mellot-Draznieks, R. G. Bell, J. Chem. Phys. 2010, 132, 044705.
54. L. Valenzano, B. Civalleri, S. Chavan, G. Turnes Palomino, C. Otero Areán, S. Bordiga, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 11185.
55. B. Arstad, R. Blom, O. Swang, J. Phys. Chem. A 2007, 111, 1222.
56. C. A. Eckert, B. L. Knutson, P. G. Debenedetti, Nature 1996, 383, 313
57. J. F. Brennecke, Nature 1997, 389, 333
58. O. S. Fleming, S. G. Kazarian, in Supercritical Carbon Dioxide in Polymer Reaction Engeneering (Eds.:, M. F. Kemmere, T. Meyer,), 205, Wiley-VCH, 2006.
59. B. Farbos, T. Tassaing, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 5052.
60. B. Renault, E. Cloutet, H. Cramail, T. Tassaing, M. Besnard, J. Phys. Chem. A 2007, 111, 4181.
61. C. Volkringer, M. Meddouri, T. Loiseau, N. Guillou, J. Marrot, G. Ferey, M. Haouas, F. Taulelle, N. Audebrand, M. Latroche, Inorg. Chem. 2008, 47, 11892.
62. B. Bonelli, B. Civalleri, B. Fubini, P. Ugliengo, C. Otero Areán, E. Garrone, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 10978.
63. P. Raveendran, Y. Ikushima, S. L. Wallen, Accounts Chem. Res. 2005, 38, 478.
64. J. M. Weber, H. Schneider, J. Chem. Phys. 2004, 120, 10056.
65. R. Vaidhyanathan, S. S. Iremonger, G. K. H. Shimizu, P. G. Boyd, S. Alavi, T. K. Woo, Science 2010, 330, 650.
66. N. A. Ramsahye, G. Maurin, S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, T. Devic, C. Serre, T. Loiseau, G. Ferey, Adsorption 2007, 13, 461.
67. A. D. Hunter, V. Mozol, S. D. Tsai, Organometallics 1992, 11, 2251
68. J. G. Vitillo, E. Groppo, S. Bordiga, S. Chavan, G. Ricchiardi, A. Zecchina, Inorg. Chem. 2009, 48, 5439.
69. C. Heald, Proc. R. Soc. A 1962, 268, 89
70. J. C. Dobrowolski, M. H. Jamroz, J. Mol. Struct. 1992, 275, 211.
71. T. Shimanouchi, Tables of Molecular Vibrational Frequencies Consolidated Vol. I, 1, National Bureau of Standards, 1972.
72. S. K. Wirawan, D. Creaser, Microporous Mesoporous Mater. 2006, 91, 196.
73. F. Bonino, private communication.
74. A. Vimont, A. Travert, P. Bazin, J. C. Lavalley, M. Daturi, C. Serre, G. Ferey, S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, Chem. Commun. 2007, 3291.
75. S. Bourrelly, P. L. Llewellyn, C. Serre, F. Millange, T. Loiseau, G. Ferey, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13519.
76. J. T. Culp, A. L. Goodman, D. Chirdon, S. G. Sankar, C. Matranga, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2184.
77. M. Armandi, E. Garrone, C. Otero Areán, B. Bonelli, ChemPhysChem 2009, 10, 3316.
78. Gaussian 09, Revision A.02 ed., M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. Montgomery, J. A., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, N. J. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.
79. C. Møller, M. S. Plesset, Phys. Rev. 1934, 46, 618.
80. T. Clark, J. Chandrasekhar, G. W. Spitznagel, P. v. R. Schleyer, J. Comp. Chem. 1983, 4, 294
81. M. J. Frisch, J. A. Pople, J. S. Binkley, J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
82. W. R. Wadt, P. J. Hay, J. Chem. Phys. 1985, 82, 284
83. P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 1985, 82, 270.
84. A. Schäfer, C. Huber, R. Ahlrichs, J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829.
85. S. F. Boys, F. Bernardi, Mol. Phys. 1970, 19, 553.