Simulations of hydrogen sorption in rht-MOF-1: Identifying the binding sites through explicit polarization and quantum rotation calculations

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 2, Issue 7, 2014, Pages 2088-2100

  Pham, Tony ^a   Forrest, Katherine A ^a   Hogan, Adam ^a   McLaughlin, Keith ^a   Belof, Jonathan L ^b   Eckert, Juergen ^a   Space, Brian ^a  

^a UNIVERSITY OF SOUTH FLORIDA   (United States)

^b LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORBATE INTERACTIONS; GRAND CANONICAL MONTE CARLO SIMULATION; ISOSTERIC HEAT OF ADSORPTION; METAL ORGANIC FRAMEWORK; POLARIZATION DISTRIBUTIONS; POLARIZATION INTERACTIONS; RADIAL DISTRIBUTION FUNCTIONS; ROTATIONAL TRANSITION;

BINDING SITES; CRYSTALLINE MATERIALS; IONS; ISOTHERMS; JAVA PROGRAMMING LANGUAGE; NITRATES; OLIGOMERS; SALINITY MEASUREMENT; SORPTION;

HYDROGEN;

EID: 84892615563     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ta14591c     Document Type: Article

References (95)

1. A. Haryanto S. Fernando N. Murali S. Adhikari Energy Fuels 2005 19 2098 2106
2. J. L. Belof A. C. Stern M. Eddaoudi B. Space J. Am. Chem. Soc. 2007 129 15202 15210
3. D. J. Collins, S. Ma and H.-C. Zhou, in Metal-Organic Frameworks: Design and Application, ed., L. R. MacGillivray, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2010, pp. 249-266
4. DOE Targets for Onboard Hydrogen Storage Systems for Light-Duty Vehicles, 2009, http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/storage/pdfs/targets- onboard- hydro-storage.pdf
5. D. J. Collins H.-C. Zhou J. Mater. Chem. 2007 17 3154 3160
6. D. Zhao D. Yuan H.-C. Zhou Energy Environ. Sci. 2008 1 222 235
7. M. P. Suh H. J. Park T. K. Prasad D.-W. Lim Chem. Rev. 2012 112 782 835
8. O. M. Yaghi H. Li C. Davis D. Richardson T. L. Groy Acc. Chem. Res. 1998 31 474 484
9. S. Hynek W. Fuller J. Bentley Int. J. Hydrogen Energy 1997 22 601 610
10. M. Nijkamp J. Raaymakers A. van Dillen K. de Jong Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2001 72 619 623
11. B. Sakintuna F. Lamari-Darkrim M. Hirscher Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 1121 1140
12. M. Eddaoudi D. B. Moler H. Li B. Chen T. M. Reineke M. O'Keeffe O. M. Yaghi Acc. Chem. Res. 2001 34 319 330
13. M. Eddaoudi and J. F. Eubank, in Metal-Organic Frameworks: Design and Application, ed., L. R. MacGillivray, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2010, pp. 37-89
14. F. Nouar J. F. Eubank T. Bousquet L. Wojtas M. J. Zaworotko M. Eddaoudi J. Am. Chem. Soc. 2008 130 1833 1835
15. Y. Zou M. Park S. Hong M. S. Lah Chem. Commun. 2008 2340 2342
16. D. Zhao D. Yuan D. Sun H.-C. Zhou J. Am. Chem. Soc. 2009 131 9186 9188
17. D. Yuan D. Zhao D. Sun H.-C. Zhou Angew. Chem., Int. Ed. 2010 122 5485 5489
18. O. K. Farha A. O. Yazaydin I. Eryazici C. D. Malliakas B. G. Hauser M. G. Kanatzidis S. T. Nguyen R. Q. Snurr J. T. Hupp Nat. Chem. 2010 2 944 948
19. B. Zheng J. Bai J. Duan L. Wojtas M. J. Zaworotko J. Am. Chem. Soc. 2011 133 748 751
20. Y. Yan S. Yang A. J. Blake W. Lewis E. Poirier S. A. Barnett N. R. Champness M. Schröder Chem. Commun. 2011 47 9995 9997
21. B. Li et al. Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 1412 1415
22. I. Eryazici O. K. Farha B. G. Hauser A. O. Yazaydin A. A. Sarjeant S. T. Nguyen J. T. Hupp Cryst. Growth Des. 2012 12 1075 1080
23. B. Zheng Z. Yang J. Bai Y. Li S. Li Chem. Commun. 2012 48 7025 7027
24. R. Luebke J. F. Eubank A. J. Cairns Y. Belmabkhout L. Wojtas M. Eddaoudi Chem. Commun. 2012 48 1455 1457
25. J. F. Eubank F. Nouar R. Luebke A. J. Cairns L. Wojtas M. Alkordi T. Bousquet M. R. Hight J. Eckert J. P. Embs P. A. Georgiev M. Eddaoudi Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 10099 10103
26. O. K. Farha C. E. Wilmer I. Eryazici B. G. Hauser P. A. Parilla K. O'Neill A. A. Sarjeant S. T. Nguyen R. Q. Snurr J. T. Hupp J. Am. Chem. Soc. 2012 134 9860 9863
27. O. K. Farha I. Eryazici N. C. Jeong B. G. Hauser C. E. Wilmer A. A. Sarjeant R. Q. Snurr S. T. Nguyen A. Yazaydin J. T. Hupp J. Am. Chem. Soc. 2012 134 15016 15021
28. X. Zhao D. Sun S. Yuan S. Feng R. Cao D. Yuan S. Wang J. Dou D. Sun Inorg. Chem. 2012 51 10350 10355
29. X.-J. Wang P.-Z. Li Y. Chen Q. Zhang H. Zhang X. X. Chan R. Ganguly Y. Li J. Jiang Y. Zhao Sci. Rep. 2013 3 10.1038/srep01149
30. C. E. Wilmer O. K. Farha T. Yildirim I. Eryazici V. Krungleviciute A. A. Sarjeant R. Q. Snurr J. T. Hupp Energy Environ. Sci. 2013 6 1158 1163
31. Y. Yan M. Suyetin E. Bichoutskaia A. J. Blake D. R. Allan S. A. Barnett M. Schröder Chem. Sci. 2013 4 1731 1736
32. S. K. Bhatia A. L. Myers Langmuir 2006 22 1688 1700
33. S. Ma Pure Appl. Chem. 2009 81 2235 2251
34. Q. Yang C. Zhong J. Phys. Chem. B 2006 110 17776 17783
35. N. L. Rosi J. Eckert M. Eddaoudi D. T. Vodak J. Kim M. O'Keeffe O. M. Yaghi Science 2003 300 1127 1129
36. K. A. Forrest T. Pham K. McLaughlin J. L. Belof A. C. Stern M. J. Zaworotko B. Space J. Phys. Chem. C 2012 116 15538 15549
37. T. Pham K. A. Forrest P. Nugent Y. Belmabkhout R. Luebke M. Eddaoudi M. J. Zaworotko B. Space J. Phys. Chem. C 2013 117 9340 9354
38. J. Cirera J. C. Sung P. B. Howland F. Paesani J. Chem. Phys. 2012 137 054704
39. F. Paesani Mol. Simul. 2012 38 631 641
40. R. Babarao M. Eddaoudi J. W. Jiang Langmuir 2010 26 11196 11203
41. J. Cai Y. Xing X. Zhao RSC Adv. 2012 2 8579 8586
42. Q. Yang D. Liu C. Zhong J.-R. Li Chem. Rev. 2013 113 8261 8323
43. R. P. Feynman and A. R. Hibbs, Quantum Mechanics and Path Integrals, McGraw-Hill, New York, 1965, ch. 10, sect. 3, p. 281
44. C. M. Brown Y. Liu T. Yildirim V. K. Peterson C. J. Kepert Nanotechnology 2009 20 204025
45. I. Matanović J. L. Belof B. Space K. Sillar J. Sauer J. Eckert Z. Bačić J. Chem. Phys. 2012 137 014701
46. L. Kong G. Román-Pérez J. M. Soler D. C. Langreth Phys. Rev. Lett. 2009 103 096103
47. L. Kong Y. J. Chabal D. C. Langreth Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 121402
48. A. K. Rappé C. J. Casewit K. S. Colwell W. A. Goddard W. M. Skiff J. Am. Chem. Soc. 1992 114 10024 10035
49. T. Kawakami S. Takamizawa Y. Kitagawa T. Maruta W. Mori K. Yamaguchi Polyhedron 2001 20 1197 1206
50. T. Sagara J. Klassen E. Ganz J. Chem. Phys. 2004 121 12543
51. G. Garberoglio A. I. Skoulidas J. K. Johnson J. Phys. Chem. B 2005 109 13094 13103
52. Q. Yang C. Zhong J.-F. Chen J. Phys. Chem. C 2008 112 1562 1569
53. J. L. Belof A. C. Stern B. Space J. Phys. Chem. C 2009 113 9316 9320
54. A. C. Stern J. L. Belof M. Eddaoudi B. Space J. Chem. Phys. 2012 136 034705
55. T. Pham K. A. Forrest K. McLaughlin B. Tudor P. Nugent A. Hogan A. Mullen C. R. Cioce M. J. Zaworotko B. Space J. Phys. Chem. C 2013 117 9970 9982
56. K. A. Forrest T. Pham A. Hogan K. McLaughlin B. Tudor P. Nugent S. D. Burd A. Mullen C. R. Cioce L. Wojtas M. J. Zaworotko B. Space J. Phys. Chem. C 2013 117 17687 17698
57. K. A. Forrest T. Pham P. Nugent S. D. Burd A. Mullen L. Wojtas M. J. Zaworotko B. Space Cryst. Growth Des. 2013 13 4542 4548
58. P. T. van Duijnen M. Swart J. Phys. Chem. A 1998 102 2399 2407
59. J. L. Belof A. C. Stern B. Space J. Chem. Theory Comput. 2008 4 1332 1337
60. P. P. Ewald Ann. Phys. 1921 369 253 287
61. J. Applequist J. R. Carl K.-K. Fung J. Am. Chem. Soc. 1972 94 2952 2960
62. B. Thole Chem. Phys. 1981 59 341 350
63. K. A. Bode J. Applequist J. Phys. Chem. 1996 100 17820 17824
64. K. McLaughlin C. R. Cioce T. Pham J. L. Belof B. Space J. Chem. Phys. 2013 139 184112
65. J. Bigeleisen M. G. Mayer J. Chem. Phys. 1947 15 261
66. M. Abramowitz, Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 1965, ch. 25, sect. 4, p. 887
67. J. L. Belof, Theory and simulation of metal-organic materials and biomolecules, Ph.D. thesis, University of South Florida, 2009
68. E. Anderson, Z. Bai, J. Dongarra, A. Greenbaum, A. McKenney, J. Du Croz, S. Hammerling, J. Demmel, C. Bischof and D. Sorensen, LAPACK: A portable linear algebra library for high-performance computers. Proceedings of the 1990 ACM/IEEE conference on Supercomputing, 1990, pp. 2-11
69. J. L. Belof and B. Space, Massively Parallel Monte Carlo (MPMC), Available on Google Code, 2012
70. V. Buch J. Chem. Phys. 1994 100 7610
71. F. Darkrim D. Levesque J. Chem. Phys. 1998 109 4981
72. D. Nicholson and N. G. Parsonage, Computer Simulation and the Statistical Mechanics of Adsorption, Academic Press, London, 1982
73. H. Pan J. A. Ritter P. B. Balbuena Langmuir 1998 14 6323 6327
74. L. Valenzano B. Civalleri S. Chavan G. T. Palomino C. Areán S. Bordiga J. Phys. Chem. C 2010 114 11185 11191
75. K. Sumida S. Horike S. S. Kaye Z. R. Herm W. L. Queen C. M. Brown F. Grandjean G. J. Long A. Dailly J. R. Long Chem. Sci. 2010 1 184 191
76. P. D. Dietzel B. Panella M. Hirscher R. Blom H. Fjellvåg Chem. Commun. 2006 959 961
77. P. Canepa N. Nijem Y. J. Chabal T. Thonhauser Phys. Rev. Lett. 2013 110 026102
78. N. Nijem P. Canepa L. Kong H. Wu J. Li T. Thonhauser Y. J. Chabal J. Phys.: Condens. Matter 2012 24 424203
79. P. D. Dietzel R. E. Johnsen H. Fjellvåg S. Bordiga E. Groppo S. Chavan R. Blom Chem. Commun. 2008 5125 5127
80. P. Canepa C. A. Arter E. M. Conwill D. H. Johnson B. A. Shoemaker K. Z. Soliman T. Thonhauser J. Mater. Chem. A 2013 1 13597 13604
81. M. Lopez P. Canepa T. Thonhauser J. Chem. Phys. 2013 138 154704
82. S. S.-Y. Chui S. M.-F. Lo J. P. H. Charmant A. G. Orpen I. D. Williams Science 1999 283 1148 1150
83. J. Lee J. Li J. Jagiello J. Solid State Chem. 2005 178 2527 2532
84. P. Krawiec M. Kramer M. Sabo R. Kunschke H. Fröde S. Kaskel Adv. Eng. Mater. 2006 8 293 296
85. B. Panella M. Hirscher H. Pütter U. Müller Adv. Funct. Mater. 2006 16 520 524
86. J. L. C. Rowsell O. M. Yaghi J. Am. Chem. Soc. 2006 128 1304 1315
87. A. G. Wong-Foy A. J. Matzger O. M. Yaghi J. Am. Chem. Soc. 2006 128 3494 3495
88. B. Xiao P. S. Wheatley X. Zhao A. J. Fletcher S. Fox A. G. Rossi I. L. Megson S. Bordiga L. Regli K. M. Thomas R. E. Morris J. Am. Chem. Soc. 2007 129 1203 1209
89. B. Chen N. W. Ockwig A. R. Millward D. S. Contreras O. M. Yaghi Angew. Chem., Int. Ed. 2005 117 4823 4827
90. F. Nouar J. Eckert J. F. Eubank P. Forster M. Eddaoudi J. Am. Chem. Soc. 2009 131 2864 2870
91. V. K. Peterson Y. Liu C. M. Brown C. J. Kepert J. Am. Chem. Soc. 2006 128 15578 15579
92. Y. Liu J. Eubank A. Cairns J. Eckert V. Kravtsov R. Luebke M. Eddaoudi Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 3278 3283
93. X.-S. Wang S. Ma P. Forster D. Yuan J. Eckert J. López B. Murphy J. Parise H.-C. Zhou Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 7263 7266
94. D. Lässig J. Lincke J. Moellmer C. Reichenbach A. Moeller R. Gläser G. Kalies K. A. Cychosz M. Thommes R. Staudt H. Krautscheid Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 10344 10348
95. P. D. C. Dietzel P. A. Georgiev J. Eckert R. Blom T. Strassle T. Unruh Chem. Commun. 2010 46 4962 4964