Gate-opening gas adsorption and host-guest interacting gas trapping behavior of porous coordination polymers under applied ac electric fields

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 35, 2014, Pages 12304-12313

  Kosaka, Wataru ^a,b   Yamagishi, Kayo ^c   Zhang, Jun ^b   Miyasaka, Hitoshi ^a,b  

^a TOHOKU UNIVERSITY   (Japan)

^b TOHOKU UNIVERSITY   (Japan)

^c KANAZAWA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84906875667     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja504992g     Document Type: Article

References (102)

1. Kitagawa, S.; Kitaura, R.; Noro, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2334-2375
2. Horike, S.; Shimomura, S.; Kitagawa, S. Nat. Chem. 2009, 1, 695-704
3. Yaghi, O. M.; ÓKeeffe, M.; Ockwig, N. W.; Chae, H. K.; Eddaoudi, M.; Kim, H. Nature 2003, 423, 705-714
4. Férey, G. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 191-214
5. Li, J.-R.; Sculley, J.; Zhou, H.-C. Chem. Rev. 2012, 112, 869-932
6. Yang, S.; Sun, J.; Ramirez-Cuesta, A. J.; Callear, S. K.; David, W. I. F.; Anderson, D. P.; Newby, R.; Blake, A. J.; Parker, J. E.; Tang, C. C.; Schröder, M. Nat. Chem. 2012, 4, 887-894
7. Southon, P. D.; Price, D. J.; Nielsen, P. K.; Mckenzie, C. J.; Kepert, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10885-10891
8. Sato, H.; Matsuda, R.; Sugimoto, K.; Takata, M.; Kitagawa, S. Nat. Mater. 2010, 9, 661-666
9. Vaidhyanathan, R.; Iremonger, S. S.; Dawson, K. W.; Shimizu, G. K. H. Chem. Commun. 2009, 5230-5232
10. Britt, D.; Tranchemontagne, D.; Yaghi, O. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 11623-11627
11. Matsuda, R.; Kitaura, R.; Kitagawa, S.; Kubota, Y.; Belosludov, R. V.; Kobayashi, T. C.; Sakamoto, H.; Chiba, T.; Takata, M.; Kawazoe, Y.; Mita, Y. Nature 2005, 436, 238-241
12. Sato, H.; Kosaka, W.; Matsuda, R.; Hori, A.; Hijikata, Y.; Belosludov, R. V.; Sakaki, S.; Takata, M.; Kitagawa, S. Science 2014, 343, 167-170
13. Shimomura, S.; Higuchi, M.; Matsuda, R.; Yoneda, K.; Hijikata, Y.; Kubota, Y.; Mita, Y.; Kim, J.; Takata, M.; Kitagawa, S. Nat. Chem. 2010, 2, 633-637
14. Xiao, B.; Byrne, P. J.; Wheatley, P. S.; Wragg, D. S.; Zhao, X.; Fletcher, A. J.; Thomas, K. M.; Peters, L.; Evans, J. S. O.; Warren, J. E.; Zhou, W.; Morris, R. E. Nat. Chem. 2009, 1, 289-294
15. Lin, L.-C.; Kim, J.; Kong, X.; Scott, E.; McDonald, T. M.; Long, J. R.; Reimer, J. A.; Smit, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4410-4413
16. Noro, S.; Tanaka, D.; Sakamoto, H.; Shimomura, S.; Kitagawa, S.; Takeda, S.; Uemura, K.; Kita, H.; Akutagawa, T.; Nakamura, T. Chem. Mater. 2009, 21, 3346-3355
17. Moudrakovski, I. L.; Terskikh, V. V.; Ratcliffe, C. I.; Ripmeester, J. A.; Wang, L.-Q.; Shin, Y.; Exarhos, G. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5938-5946
18. Huang, S.-J.; Huang, C.-H.; Chen, W.-H.; Sun, X.; Zeng, X.; Lee, H.-K.; Ripmeester, J. A.; Mou, C.-Y.; Liu, S.-B. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 681-684
19. Pawsey, S.; Moudrakovski, I.; Ripmeester, J.; Wang, L.-Q.; Exarhos, G. J.; Rowsell, J. L. C.; Yaghi, O. M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6060-6067
20. Ueda, T.; Kurokawa, K.; Eguchi, T.; Kachi-Terajima, C.; Takamizawa, S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1524-1534
21. Chandler, B. D.; Enright, G. D.; Udachin, K. A.; Pawsey, S.; Ripmeester, J. A.; Cramb, D. T.; Shimizu, G. K. H. Nat. Mater. 2008, 7, 229-235
22. Anedda, R.; Soldatov, D. V.; Moudrakovski, I. L.; Casu, M.; Ripmeester, J. A. Chem. Mater. 2008, 20, 2908-2920
23. Comotti, A.; Bracco, S.; Sozzani, P.; Horike, S.; Matsuda, R.; Chen, J.; Takata, M.; Kubota, Y.; Kitagawa, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13664-13672
24. Springuel-Huet, M.-A.; Nossov, A.; Adem, Z.; Guenneau, F.; Volkringer, C.; Loiseau, T.; Férey, G.; Gédéon, A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11599-11607
25. Vimont, A.; Goupil, J.-M.; Lavalley, J.-C.; Daturi, M.; Surblé, S.; Serre, C.; Millange, F.; Férey, G.; Audebrand, N. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3218-3227
26. Vimont, A.; Travert, A.; Bazin, P.; Lavalley, J.-C.; Daturi, M.; Serre, C.; Férey, G.; Bourrelly, S.; Llewellyn, P. L. Chem. Commun. 2007, 3291-3293
27. Vimont, A.; Leclerc, H.; Maugé, F.; Daturi, M.; Lavalley, J.-C.; Surblé, S.; Serre, C.; Férey, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 383-388
28. Xiao, B.; Wheatley, P. S.; Zhao, X.; Fletcher, A. J.; Fox, S.; Rossi, A. G.; Megson, I. L.; Bordiga, S.; Regli, L.; Thomas, K. M.; Morris, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1203-1209
29. Miller, S. R.; Pearce, G. M.; Wright, P. A.; Bonino, F.; Chavan, S.; Bordiga, S.; Margiolaki, I.; Guillou, N.; Férey, G.; Bourrelly, S.; Llewellyn, P. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15967-15981
30. Bourrelly, S.; Moulin, B.; Rivera, A.; Maurin, G.; Devautour-Vinot, S.; Serre, C.; Devic, T.; Horcajada, P.; Vimont, A.; Clet, G.; Daturi, M.; Lavalley, J.-C.; Loera-Serna, S.; Denoyel, R.; Llewellyn, P. L.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9488-9498
31. Murray, L. J.; Dinca, M.; Yano, J.; Chavan, S.; Bordiga, S.; Brown, C. M.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7856-7857
32. Sumida, K.; Brown, C. M.; Herm, Z. R.; Chavan, S.; Bordiga, S.; Long, J. R. Chem. Commun. 2011, 47, 1157-1159
33. Leclerc, H.; Vimont, A.; Lavalley, J.-C.; Daturi, M.; Wiersum, A. D.; Llwellyn, P. L.; Horcajada, P.; Férey, G.; Serre, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11748-11756
34. Hamon, L.; Leclerc, H.; Ghoufi, A.; Oliviero, L.; Travert, A.; Lavalley, J.-C.; Devic, T.; Serre, C.; Férey, G.; De Weireld, G.; Vimont, A.; Maurin, G. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2047-2056
35. Higuchi, M.; Nakamura, K.; Horike, S.; Hijikata, Y.; Yanai, N.; Fukushima, T.; Kim, Y.; Kato, K.; Takata, M.; Watanabe, D.; Ohima, S.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 124, 8494-8497
36. Wuttke, S.; Bazin, P.; Vimont, A.; Serre, C.; Seo, Y.-K.; Hwang, Y. K.; Chang, J.-S.; Férey, G.; Daturi, M. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 11959-11967
37. Yang, W.; Davies, A. J.; Ling, X.; Suyetin, M.; Matsuda, R.; Blake, A. J.; Wilson, C.; Lewis, W.; Parker, J. E.; Tang, C. C.; George, M. W.; Hubberstey, P.; Kitagawa, S.; Sakamoto, H.; Bichoutskaia, E.; Champness, N. R.; Yang, S.; Schröder, M. Chem. Sci. 2012, 3, 2993-2999
38. Devic, T.; Salles, F.; Bourrelly, S.; Moulin, B.; Maurin, G.; Horcajada, P.; Serre, C.; Vimont, A.; Lavalley, J.-C.; Leclerc, H.; Clet, G.; Daturi, M.; Llewellyn, P. L.; Filinchuk, Y.; Férey, G. J. Mater. Chem. 2012, 22, 10266-10273
39. Volkringer, C.; Leclerc, H.; Lavalley, J.-C.; Loiseau, T.; Férey, G.; Daturi, M.; Vimont, A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5710-5719
40. Sumida, K.; Stück, D.; Mino, L.; Chai, J.-D.; Bloch, E. D.; Zavorotynska, O.; Murray, L. J.; Dincǎ, M.; Chavan, S.; Bordiga, S.; Gead-Gordon, M.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1083-1091
41. Yang, S.; Liu, L.; Sun, J.; Thomas, K. M.; Davies, A. J.; George, M. W.; Blake, A. J.; Hill, A. H.; Fitch, A. N.; Tang, C. C.; Schröder, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4954-4957
42. Kosaka, W.; Yamagishi, K.; Hori, A.; Sato, H.; Matsuda, R.; Kitagawa, S.; Takata, M.; Miyasaka, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18469-18480
43. Centrone, A.; Siberio-Pérez, D. Y.; Millward, A. R.; Yaghi, O. M.; Matzger, A. J.; Zerbi, G. Chem. Phys. Lett. 2005, 411, 516-519
44. Siberio-Pérez, D. Y.; Wong-Foy, A. G.; Yaghi, O. M.; Matzger, A. J. Chem. Mater. 2007, 19, 3681-3685
45. Seo, J.; Bonneau, C.; Matsuda, R.; Takata, M.; Kitagawa, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9005-9013
46. Leclerc, H.; Devic, T.; Devautour-Vinot, S.; Bazin, P.; Audebrand, N.; Férey, G.; Daturi, M.; Vimont, A.; Clet, G. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 19828-19840
47. Yanai, N.; Kitayama, K.; Hijikata, Y.; Sato, H.; Matsuda, R.; Kubota, Y.; Takata, M.; Mizuno, M.; Uemura, T.; Kitagawa, S. Nat. Mater. 2011, 10, 787-793
48. Sokotowski, K.; Bury, W.; Justyniak, I.; Fairen-Jimez, D.; Soltys, K.; Prochowicz, D.; Yang, S.; Schröder, M.; Lewiński, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 13414-13418
49. Lu, G.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7832-7833
50. Gassensmith, J. J.; Kim, J. Y.; Holcroft, J. M.; Farha, O. K.; Stoddart, J. F.; Hupp, J. T.; Jeong, N. K. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8277-8282
51. Kitaura, R.; Kitagawa, S.; Kubota, Y.; Kobayashi, T. C.; Kindo, K.; Mita, Y.; Matsuo, A.; Kobayashi, M.; Chang, H.-C.; Ozawa, T. C.; Suzuki, M.; Sakata, M.; Takata, M. Science 2002, 298, 2358-2361
52. Takamizawa, S.; Nakata, E.; Akatsuka, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2216-2221
53. Takamizawa, S.; Nakata, E.; Akatsuka, T.; Kachi-Terajima, C.; Miyake, R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17882-17892
54. Ohba, M.; Yoneda, K.; Agustí, G.; Muñoz, M. C.; Gaspar, A. B.; Real, J. A.; Yamasaki, M.; Ando, H.; Nakao, Y.; Sakaki, S.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4767-4771
55. Takamizawa, S.; Nakata, E.; Yokoyama, H.; Mochizuki, K.; Mori, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 4331-4334
56. Takamizawa, S.; Nakata, E.; Yokoyama, H. Inorg. Chem. Commun. 2003, 6, 763-765
57. Rowsell, J. L. C.; Eckert, J.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14904-14910
58. Brown, C. M.; Liu, Y.; Yildirim, T.; Peterson, V. K.; Kepert, C. J. Nanotechnology 2009, 20, 204025
59. Sumida, K.; Horike, S.; Kaye, S. S.; Herm, Z. R.; Queen, W. L.; Brown, C. M.; Grandjean, F.; Long, G. J.; Dailly, A.; Long, J. R. Chem. Sci. 2010, 1, 184-191
60. Queen, W. L.; Bloch, E. D.; Brown, C. M.; Hudson, M. R.; Mason, J. A.; Murray, L. J.; Ramirez-Cuesta, A. J.; Peterson, V. K.; Long, J. R. Dalton Trans. 2012, 41, 4180-4187
61. Lalonde, M. B.; Getman, R. B.; Lee, J. Y.; Roberts, J. M.; Sarjeant, A. A.; Scheidt, K. A.; Georgiev, P. A.; Embs, J. P.; Eckert, J.; Farha, O. K.; Snurr, R. Q.; Hupp, J. T. CrystEngComm 2013, 15, 9408-9414
62. Tranchemontagne, D. J.; Park, K. S.; Furukawa, H.; Eckert, J.; Knobler, C. B.; Yaghi, O. M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 13143-13151
63. Peterson, V. K.; Liu, Y.; Brown, C. M.; Kepert, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15578-15579
64. Lin, X.; Telepeni, I.; Blake, A. J.; Dailly, A.; Brown, C. M.; Simmons, J. M.; Zoppi, M.; Walker, G. S.; Thomas, K. M.; Mays, T. J.; Hubberstey, P.; Champness, N. R.; Schröder, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2159-2171
65. Peterson, V. K.; Brown, C. M.; Liu, Y.; Kepert, C. J. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8851-8857
66. Drisdell, W. S.; Poloni, R.; McDonald, T. M.; Long, J. R.; Smit, B.; Neaton, J. B.; Prendergast, D.; Kortright, J. B. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18183-18190
67. Mellot-Draznieks, C.; Serre, C.; Surblé, S.; Audebrand, N.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16273-16278
68. Kitaura, R.; Matsuda, R.; Kubota, Y.; Kitagawa, S.; Takata, M.; Kobayashi, T. C.; Suzuki, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23378-23385
69. Llewellyn, P. L.; Bourrelly, S.; Serre, C.; Filinchuk, Y.; Férey, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7751-7754
70. Kubota, Y.; Takata, M.; Matsuda, R.; Kitaura, R.; Kitagawa, S.; Kobayashi, T. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4932-4936
71. Serre, C.; Bourrelly, S.; Vimont, A.; Ramsahye, N. A.; Maurin, G.; Llewellyn, P. L.; Daturi, M.; Filinchuk, Y.; Leynaud, O.; Barnes, P.; Férey, G. Adv. Mater. 2007, 19, 2246-2251
72. Llewellyn, P. L.; Maurin, G.; Devic, T.; Loera-Sema, S.; Rosenbach, N.; Serre, C.; Bourrelly, S.; Horcajada, P.; Filinchuk, Y.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12808-12814
73. Navarro, J. A. R.; Barea, E.; Rodríguez-Diéguez, A.; Salas, J. M.; Ania, C. O.; Parra, J. B.; Masciocchi, N.; Galli, S.; Sironi, A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3978-3984
74. Hamon, L.; Llewellyn, P. L.; Devic, T.; Ghoufi, A.; Clet, G.; Guillerm, V.; Pirngruber, G. D.; Maurin, G.; Serre, C.; Driver, G.; van Beek, W.; Jolimaître, E.; Vimont, A.; Daturi, M.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17490-17499
75. Llewellyn, P. L.; Horcajada, P.; Maurin, G.; Devic, T.; Rosenbach, N.; Bourrelly, S.; Serre, C.; Vincent, D.; Loera-Serna, S.; Filinchuk, Y.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13002-13008
76. Seo, J.; Matsuda, R.; Sakamoto, H.; Bonneau, C.; Kitagawa, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12792-12800
77. Matsuda, R.; Kitaura, R.; Kubota, Y.; Kobayashi, T. C.; Takata, M.; Kitagawa, S. Microporous Mesoporous Mater. 2010, 129, 296-303
78. Millange, F.; Guillou, N.; Medina, M. E.; Férey, G.; Carlin-Sinclair, A.; Golden, K. M.; Walton, R. I. Chem. Mater. 2010, 22, 4237-4245
79. Matsuda, R.; Tsujino, T.; Sato, H.; Kubota, Y.; Morishige, K.; Takata, M.; Kitagawa, S. Chem. Sci. 2010, 1, 315-321
80. Zlotea, C.; Campesi, R.; Cuevas, F.; Leroy, E.; Dibandjo, P.; Volkringer, C.; Loiseau, T.; Férey, G.; Latroche, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2991-2997
81. Bureekaew, S.; Sato, H.; Matsuda, R.; Kubota, Y.; Hirose, R.; Kim, J.; Kato, K.; Takata, M.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 7660-7664
82. Halder, G. J.; Kepert, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7891-7900
83. Rowsell, J. L. C.; Spencer, E. C.; Eckert, J.; Howard, J. A. K.; Yaghi, O. M. Science 2005, 309, 1350-1354
84. Miyasaka, H. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 248-257
85. Miyasaka, H.; Motokawa, N.; Atsuumi, R.; Kamo, H.; Asai, Y.; Yamashita, M. Dalton Trans. 2011, 40, 673-682
86. Spek, A. L. Acta Crystallogr., Sect. A 1990, 46, 194-201
87. Uemura, K.; Yamasaki, Y.; Komagawa, Y.; Tanaka, K.; Kita, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 6662-6665
88. Uemura, K.; Kitagawa, S.; Fukui, K.; Saito, K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3817-3828
89. Uemura, K.; Kitagawa, S.; Saito, K.; Fukui, K.; Matsumoto, K. J. Therm. Anal. Calorim. 2005, 81, 529-532
90. Barsoukov, E.; Macdonald, J. R. Impedance Spectroscopy; Wiley-interscience: New York, 2005.
91. Matsuda, R.; Kitaura, R.; Kitagawa, S.; Kubota, Y.; Kobayashi, T. C.; Horike, S.; Takata, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14063-14070
92. Itoh, M.; Asai, Y.; Kamo, H.; Miura, A.; Miyasaka, H. Chem. Lett. 2012, 41, 26-28
93. Mitchell, R. W.; Spencer, A.; Wilkinson, G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, 846-854
94. Theory and Applications of Molecular Paramagnetism Boudreaux, E. A.; Mulay, L. N., Eds.; John Wiley & Sons: New York, 1976.
95. Altomare, A.; Cascarano, G.; Giacovazzo, C.; Guagliardi, A.; Burla, M.; Polidori, G.; Camalli, M. J. Appl. Crystallogr. 1994, 27, 435-441
96. Cromer, D. T.; Waber, J. T. International Tables for Crystallography; Kynoch Press: Birmingham, England, 1974; Vol. IV, Table 2.2A.
97. Ibers, J. A.; Hamilton, W. C. Acta Crystallogr. 1964, 17, 781-782
98. Creagh, D. C.; McAuley, W. J. International Tables for Crystallography; Wilson, A. J. C., Ed.; Kluwer Academic: Boston, MA, 1992; Vol. C, Table 4.2.6.8, pp 219-222.
99. Creagh, D. C.; Hubbell, J. H. International Tables for Crystallography; Wilson, A. J. C., Ed.; Kluwer Academic: Boston, MA, 1992; Vol. C, Table 4.2.4.3, pp 200-206.
100. CrystalStructure 4.0.1: Crystal Structure Analysis Package; Rigaku Corp.: Tokyo, Japan, 2000-2010; pp 196-8666.
101. SHELX97: Sheldrick, G. M. Acta Crystallogr. 2008, A64, 112-122.
102. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653-658