A metal-organic framework-based material for electrochemical sensing of carbon dioxide

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 23, 2014, Pages 8277-8282

  Gassensmith, Jeremiah J ^a,b   Kim, Jeung Yoon ^c   Holcroft, James M ^a   Farha, Omar K ^a   Fraser Stoddart, J ^a   Hupp, Joseph T ^a   Jeong, Nak Cheon ^c  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF TEXAS AT DALLAS   (United States)

^c Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ENERGY; ATMOSPHERIC CHEMISTRY; CRYSTALLINE MATERIALS; ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY;

CARBON-OXYGEN BONDS; CUBIC STRUCTURE; DYNAMIC COVALENT CHEMISTRY; ELECTROCHEMICAL SENSING; FUNDAMENTAL PROPERTIES; HYDROXYL GROUPS; LOW-ACTIVATION ENERGY; METAL ORGANIC FRAMEWORK;

CARBON DIOXIDE;

CARBON DIOXIDE; GAMMA CYCLODEXTRIN; HYDROXYL GROUP; METAL ORGANIC FRAMEWORK; OXYGEN; PROTON; RUBIDIUM ION;

ARTICLE; ATMOSPHERE; CHEMISTRY; CONDUCTANCE; ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY; ELECTROCHEMISTRY; SENSOR;

EID: 84902266469     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja5006465     Document Type: Article

References (81)

1. Liu, Y.; Tang, Y. H.; Barashkov, N. N.; Irgibaeva, I. S.; Lam, J. W. Y.; Hu, R. R.; Birimzhanova, D.; Yu, Y.; Tang, B. Z. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13951-13953
2. Neethirajan, S.; Jayas, D. S.; Sadistap, S. Food Bioprocess Technol. 2009, 2, 115-121
3. Hu, Y.; Tan, O. K.; Cao, W.; Zhu, W. Sensors for Chemical and Biological Applications; Ram, M. K.; Bhethanabotla, V. R., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2010; pp 1-42.
4. Cajlakovic, M.; Bizzarri, A.; Suppan, M.; Konrad, C.; Tscherner, M.; Ribitsch, V.; Beran, E.; Knez, I. Proc. IEEE Sens. 2009, 31-36
5. Schaferling, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 3532-3554
6. Lin, J. TrAC, Trends Anal. Chem. 2000, 19, 541-552
7. Wolfbeis, O. S.; Weis, L. J.; Leiner, M. J. P.; Ziegler, W. E. Anal. Chem. 1988, 60, 2028-2030
8. Hitchman, M. J.; Park, M. U.S. Patent. 6,365,022, 2002.
9. Safinya, K. A.; Tarvin, J. A. U.S. Patent. 4,994,671, 1991.
10. Tchakarov, B. J. D. R.; Forgan, S. W.; Fanini, O. N.; Hunziker, J. C.; Civarolo, M. F. U.S. Patent. 6,218,662, 2001.
11. Mills, A.; Hamilton, M. WO/9 105 252. 1991.
12. Capone, S.; Forleo, A.; Francioso, L.; Rella, R.; Siciliano, P.; Spadavecchia, J.; Presicce, D. S.; Taurino, A. M. J. Optoelectron. Adv. Mater. 2003, 5, 1335-1348
13. Prim, A.; Pellicer, E.; Rossinyol, E.; Peiro, F.; Cornet, A.; Morante, J. R. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 2957-2963
14. Kreno, L. E.; Leong, K.; Farha, O. K.; Allendorf, M.; Van Duyne, R. P.; Hupp, J. T. Chem. Rev. 2012, 112, 1105-1125
15. Smaldone, R. A.; Forgan, R. S.; Furukawa, H.; Gassensmith, J. J.; Slawin, A. M. Z.; Yaghi, O. M.; Stoddart, J. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8630-8634
16. Gassensmith, J. J.; Furukawa, H.; Smaldone, R. A.; Forgan, R. S.; Botros, Y. Y.; Yaghi, O. M.; Stoddart, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15312-15315
17. Forgan, R. S.; Smaldone, R. A.; Gassensmith, J. J.; Furukawa, H.; Cordes, D. B.; Li, Q. W.; Wilmer, C. E.; Botros, Y. Y.; Snurr, R. Q.; Slawin, A. M. Z.; Stoddart, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 406-417
18. Wu, D.; Gassensmith, J. J.; Gouvea, D.; Ushakov, S.; Stoddart, J. F.; Navrotsky, A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6790-6793
19. Yaghi, O. M.; O'Keeffe, M.; Ockwig, N. W.; Chae, H. K.; Eddaoudi, M.; Kim, J. Nature 2003, 423, 705-714
20. Ferey, G. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 191-214
21. Horike, S.; Shimomura, S.; Kitagawa, S. Nat. Chem. 2009, 1, 695-704
22. Farha, O. K.; Hupp, J. T. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1166-1175
23. Cook, T. R.; Zheng, Y.-R.; Stang, P. J. Chem. Rev. 2012, 113, 734-777
24. Li, J. R.; Kuppler, R. J.; Zhou, H. C. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1477-1504
25. Lee, C. Y.; Bae, Y. S.; Jeong, N. C.; Farha, O. K.; Sarjeant, A. A.; Stern, C. L.; Nickias, P.; Snurr, R. Q.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5228-5231
26. Bhattacharya, B.; Dey, R.; Pachfule, P.; Banerjee, R.; Ghoshal, D. Cryst. Growth Des. 2013, 13, 731-739
27. Das, M. C.; Guo, Q. S.; He, Y. B.; Kim, J.; Zhao, C. G.; Hong, K. L.; Xiang, S. C.; Zhang, Z. J.; Thomas, K. M.; Krishna, R.; Chen, B. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8703-8710
28. He, Y. B.; Zhang, Z. J.; Xiang, S. C.; Fronczek, F. R.; Krishna, R.; Chen, B. L. Chem. Commun. 2012, 48, 6493-6495
29. He, Y. B.; Zhou, W.; Krishna, R.; Chen, B. L. Chem. Commun. 2012, 48, 11813-11831
30. He, C. T.; Tian, J. Y.; Liu, S. Y.; Ouyang, G. F.; Zhang, J. P.; Chen, X. M. Chem. Sci. 2013, 4, 351-356
31. Murray, L. J.; Dinca, M.; Long, J. R. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1294-1314
32. Farha, O. K.; Yazaydin, A. O.; Eryazici, I.; Malliakas, C. D.; Hauser, B. G.; Kanatzidis, M. G.; Nguyen, S. T.; Snurr, R. Q.; Hupp, J. T. Nat. Chem. 2010, 2, 944-948
33. Furukawa, H.; Ko, N.; Go, Y. B.; Aratani, N.; Choi, S. B.; Choi, E.; Yazaydin, A. O.; Snurr, R. Q.; O'Keeffe, M.; Kim, J.; Yaghi, O. M. Science 2010, 329, 424-428
34. Zhou, H. C.; Zhao, D.; Timmons, D. J.; Yuan, D. Q. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 123-133
35. Lee, J.; Farha, O. K.; Roberts, J.; Scheidt, K. A.; Nguyen, S. T.; Hupp, J. T. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1450-1459
36. Ma, L. Q.; Abney, C.; Lin, W. B. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1248-1256
37. Min, K. S.; Suh, M. P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6834-6840
38. Horcajada, P.; Serre, C.; Vallet-Regi, M.; Sebban, M.; Taulelle, F.; Ferey, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5974-5978
39. An, J.; Geib, S. J.; Rosi, N. L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8376-8377
40. Taylor-Pashow, K. M. L.; Rocca, J. D.; Xie, Z.; Tran, S.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14261-14263
41. Della Rocca, J.; Liu, D. M.; Lin, W. B. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 957-968
42. Zhao, B.; Chen, X.-Y.; Cheng, P.; Liao, D.-Z.; Yan, S.-P.; Jiang, Z.-H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15394-15395
43. Wong, K. L.; Law, G. L.; Yang, Y. Y.; Wong, W. T. Adv. Mater. 2006, 18, 1051-1054
44. Chen, B.; Yang, Y.; Zapata, F.; Lin, G.; Qian, G.; Lobkovsky, E. B. Adv. Mater. 2007, 19, 1693-1696
45. Rieter, W. J.; Taylor, K. M. L.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9852-9853
46. Chen, B.; Wang, L.; Zapata, F.; Qian, G.; Lobkovsky, E. B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6718-6719
47. Harbuzaru, B. V.; Corma, A.; Rey, F.; Atienzar, P.; Jordá, J. L.; García, H.; Ananias, D.; Carlos, L. D.; Rocha, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 1080-1083
48. Achmann, S.; Hagen, G.; Kita, J.; Malkowsky, I. M.; Kiener, C.; Moos, R. Sensors 2009, 9, 1574-1589
49. Chen, B.; Wang, L.; Xiao, Y.; Fronczek, F. R.; Xue, M.; Cui, Y.; Qian, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 500-503
50. Harbuzaru, B. V.; Corma, A.; Rey, F.; Jordá, J. L.; Ananias, D.; Carlos, L. D.; Rocha, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6476-6479
51. Xie, Z.; Ma, L.; deKrafft, K. E.; Jin, A.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 132, 922-923
52. Kreno, L. E.; Hupp, J. T.; Van Duyne, R. P. Anal. Chem. 2010, 82, 8042-8046
53. Lu, G.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7832-7833
54. Hurd, J. A.; Vaidhyanathan, R.; Thangadurai, V.; Ratcliffe, C. I.; Moudrakovski, I. L.; Shimizu, G. K. H. Nat. Chem. 2009, 1, 705-710
55. Sadakiyo, M.; Yamada, T.; Kitagawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9906-9907
56. Kobayashi, Y.; Jacobs, B.; Allendorf, M. D.; Long, J. R. Chem. Mater. 2010, 22, 4120-4122
57. Taylor, J. M.; Mah, R. K.; Moudrakovski, I. L.; Ratcliffe, C. I.; Vaidhyanathan, R.; Shimizu, G. K. H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14055-14057
58. Yamada, T.; Morikawa, S.; Kitagawa, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2010, 83, 42-48
59. Shigematsu, A.; Yamada, T.; Kitagawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2034-2036
60. Jeong, N. C.; Samanta, B.; Lee, C. Y.; Farha, O. K.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 51-54
61. Colodrero, R. M. P.; Olivera-Pastor, P.; Losilla, E. R.; Hernandez-Alonso, D.; Aranda, M. A. G.; Leon-Reina, L.; Rius, J.; Demadis, K. D.; Moreau, B.; Villemin, D.; Palomino, M.; Rey, F.; Cabeza, A. Inorg. Chem. 2012, 51, 7689-7698
62. Colodrero, R. M. P.; Papathanasiou, K. E.; Stavgianoudaki, N.; Olivera-Pastor, P.; Losilla, E. R.; Aranda, M. A. G.; Leon-Reina, L.; Sanz, J.; Sobrados, I.; Choquesillo-Lazarte, D.; Garcia-Ruiz, J. M.; Atienzar, P.; Rey, F.; Demadis, K. D.; Cabeza, A. Chem. Mater. 2012, 24, 3780-3792
63. Costantino, F.; Donnadio, A.; Casciola, M. Inorg. Chem. 2012, 51, 6992-7000
64. Narayan, T. C.; Miyakai, T.; Seki, S.; Dinca, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12932-12935
65. Perez-Cappe, E.; Aguilar-Frutis, M.; Chavez, N.; Ribalta, J.; Reguera, E. Microporous Mesoporous Mater. 2012, 163, 326-333
66. Ponomareva, V. G.; Kovalenko, K. A.; Chupakhin, A. P.; Dybtsev, D. N.; Shutova, E. S.; Fedin, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15640-15643
67. Sadakiyo, M.; Okawa, H.; Shigematsu, A.; Ohba, M.; Yamada, T.; Kitagawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5472-5475
68. Sen, S.; Nair, N. N.; Yamada, T.; Kitagawa, H.; Bharadwaj, P. K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19432-19437
69. Wu, B.; Lin, X. C.; Ge, L.; Wu, L.; Xu, T. W. Chem. Commun. 2013, 49, 143-145
70. Wei, M.; Wang, X.; Duan, X. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 1607-1616
71. Yoon, M.; Suh, K.; Natarajan, S.; Kim, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 2688-2700
72. Kitagawa, H.; Nagao, Y.; Fujishima, M.; Ikeda, R.; Kanda, S. Inorg. Chem. Commun. 2003, 6, 346-348
73. Demessence, A.; D'Alessandro, D. M.; Foo, M. L.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8784-8786
74. An, J.; Geib, S. J.; Rosi, N. L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 38-39
75. Ferey, G.; Serre, C.; Devic, T.; Maurin, G.; Jobic, H.; Llewellyn, P. L.; De Weireld, G.; Vimont, A.; Daturi, M.; Chang, J. S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 550-562
76. Zheng, B. S.; Bai, J. F.; Duan, J. G.; Wojtas, L.; Zaworotko, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 748-751
77. Goeppert, A.; Czaun, M.; Prakash, G. K. S.; Olah, G. A. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7833-7853
78. Cui, P.; Ma, Y. G.; Li, H. H.; Zhao, B.; Li, J. R.; Cheng, P.; Balbuena, P. B.; Zhou, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18892-18895
79. Park, J.; Yuan, D. Q.; Pham, K. T.; Li, J. R.; Yakovenko, A.; Zhou, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 99-102
80. Yang, S. H.; Lin, X.; Lewis, W.; Suyetin, M.; Bichoutskaia, E.; Parker, J. E.; Tang, C. C.; Allan, D. R.; Rizkallah, P. J.; Hubberstey, P.; Champness, N. R.; Thomas, K. M.; Blake, A. J.; Schröder, M. Nat. Mater. 2012, 11, 710-716
81. Chaemchuen, S.; Kabir, N. A.; Zhou, K.; Verpoort, F. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 9304-9332