Chemical and structural stability of zirconium-based metal-organic frameworks with large three-dimensional pores by linker engineering

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 54, Issue 1, 2015, Pages 221-226

  Kalidindi, Suresh B ^a   Nayak, Sanjit ^a   Briggs, Michael E ^a   Jansat, Susanna ^a   Katsoulidis, Alexandros P ^a   Miller, Gary J ^a   Warren, John E ^a   Antypov, Dmytro ^a   Corà, Furio ^b   Slater, Ben ^b   Prestly, Mark R ^a   Mart Gastaldo, Carlos ^a   Rosseinsky, Matthew J ^a  

^a UNIVERSITY OF LIVERPOOL   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

Mesoporous materials; Metal organic frameworks; Water stability; Zirconium

Indexed keywords

CHEMICAL STABILITY; CRYSTALLINE MATERIALS; NANOCOMPOSITES; ORGANOMETALLICS; STABILITY; ZIRCONIUM;

IMMERSION IN WATERS; ISOSTRUCTURAL; METAL ORGANIC FRAMEWORK; STRUCTURAL STABILITIES; SURFACE AREA; THREE-DIMENSIONAL CHANNELS; THREE-DIMENSIONAL PORES; WATER STABILITY;

MESOPOROUS MATERIALS;

EID: 84920079799     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201406501     Document Type: Article

References (68)

1. H. Furukawa, K. E. Cordova, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2013, 341, 1230444;
2. see the special issue on Metal -Organic Frameworks: Chem. Rev. 2012, 112, 673-1268; http:// pubs.acs.org/toc/chreay/112/2;
3. M. L. Foo, R. Matsuda, S. Kitagawa, Chem. Mater. 2014, 26, 310-322;
4. G. Férey, C. Serre, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1380-1399.
5. J. R. Li, R. J. Kuppler, H. C. Zhou, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1477-1504;
6. B. V. Voorde, B. Bueken, J. Denayer, D. De Vos, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5766-5788;
7. E. D. Bloch, W. L. Queen, R. Krishna, JM. Zadrozny, C. M. Brown, J. R. Long, Science 2012, 335, 1606-1610;
8. Z. R. Herm, B. M. Wiers, J. A. Mason, J. M. Baten, M. R. Hudson, P. Zajdel, C. M. Brown, N. Masciocchi, R. Krishna, J. R. Long, Science 2013, 340, 960-964;
9. H. Sato, W. Kosaka, R. Matsuda, A. Hori, Y. Hijikata, R. V. Belosludov, S. Sakaki, M. Takata, S. Kitagawa, Science 2014, 343, 167-170;
10. J. R. Li, J. Sculley,H. C. Zhou, Chem. Rev. 2012, 112, 869-932.
11. J. Y. Lee, O. K. Farha, J. Roberts, K. A. Scheidt, S. B. T. Nguyen, J. T. Hupp, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1450-1459;
12. M. Yoon, R. Srirambalaji, K. Kim, Chem. Rev. 2012, 112, 1196-1231;
13. P. Garci&gravea-Garcìa, M. Müller,A. Corma, Chem. Sci. 2014, 5, 2979-3007;
14. J. Liu, L. Chen, H. Cui, J. Zhang, L. Zhang, C. Su, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6011.
15. M. M. Wanderley, C. Wang, C.-D. Wu, W. Lin, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9050-9053;
16. L. E. Kreno, K. Leong, O. K. Farha, M. Allendorf, R. P. Van Duyne, J. T. Hupp, Chem. Rev. 2012, 112, 1105-1125;
17. V. Stavila, A. A. Talin, M. D. Allendorf, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5994-6010.
18. C. Montoro, F. Linares, E. Q. Procopio, I. Senkovska, S. Kaskel, S. Galli, N. Masciocchi, E. Barea, J. A. R. Navarro, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11888-11891;
19. E. Barea, C. Montoro, J. A. R. Navarro, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5419-5430.
20. P. Horcajada, R. Gref, T. Baati, P. K. Allan, G. Maurin, P. Couvreur,G. Férey, R. E. Morris, C. Serre, Chem. Rev. 2012, 112, 1232-1268.
21. M. Yoon, K. Suh, S. Natarajan, K. Kim, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2688 - 2700;
22. M. Yoon, K. Suh, S. Natarajan, K. Kim, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2688 - 2700; Angew. Chem. 2013, 125, 2752-2764;
23. S. Horike, D. Umeyama, S. Kitagawa, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2376-2384;
24. P. Ramaswamy, N. E. Wong, G. K. H. Shimizu, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5913-5932.
25. A. Bétard, R. A. Fischer, Chem. Rev. 2012, 112, 1055-1083.
26. M. J. Climent, A. Corma, S. Iborra, M. J. Sabater, ACS Catal. 2014, 4, 870 - 891.
27. K. Park, Z. Ni, A. Côté, J. Choi, R. Huang, F. Uribe-Romo, H. Chae, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 10186-10191;
28. A. Phan, C. J. Doonan, F. J. Uribe-Romo, C. B. Knobler, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 58-67;
29. V. Colombo, S. Galli, H. J. Choi, G. D. Han, A. Maspero, G. Palmisano, N. Masciocchi, J. R. Long, Chem. Sci. 2011, 2, 1311-1319.
30. J. J. Low, A. I. Benin, P. Jakubczak, J. F. Abrahamian, S. A. Faheem, R. R. Willis, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15834-15842;
31. H. Chevreau, T. Devic, F. Salles, G. Maurin, N. Stock, C. Serre, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5056-5060;
32. Angew. Chem. 2013, 125, 5160-5164;
33. G. Férey, C. Mellot-Draznieks, C. Serre, F. Millange, J. Dutour, S. Surblé, I. Margiolaki, Science 2005, 309, 2040-2042;
34. C. Serre, F. Millange, C. Thouvenot, M. Nogu s, G. Marsolier, D. Louër, G. Fére, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13519-13526.
35. J. Cavka, S. Jakobsen, U. Olsbye, N. Guillou, C. Lamberti, S. Bordiga, K. Lillerud, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850-13851;
36. G. C. Shearer, S. Chavan, J. Ethiraj, J. G. Vitillo, S. Svelle, U. Olsbye, C. Lamberti, S. Bordiga, K. P. Lillerud, Chem. Mater. 2014, 26, 4068-4071.
37. H. L. Jiang, D. Feng, T. F. Liu, J. R. Li, H. C. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14690-14693;
38. V. Guillerm, F. Ragon, M. Dan-Hardi, T. Devic, M. Vishnuvarthan, B. Campo, A. Vimont, G. Clet, Q. Yang, G. Maurin, G. Férey, A. Vittadini, S. Gross, C. Serre, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9267-9271;
39. Angew. Chem. 2012, 124, 9401-9405.
40. J. B. Decoste, G.W. Peterson, H. Jasuja, T. G. Glover, Y. G. Huang, K. S. Walton, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 5642-5650.
41. A. Schaate, P. Roy, A. Godt, J. Lippke, F. Waltz, M. Wiebcke, P. Behrens, Chem. Eur. J. 2011, 17, 6643-6651.
42. O. Delgado-Friedrichs, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1035-1043.
43. A. Schaate, P. Roy, T. Preuße, S. J. Lohmeier, A. Godt, P. Behrens, Chem. Eur. J. 2011, 17, 9320-9325.
44. V. Bon, I. Senkovska, M. S. Weiss, S. Kaskel, CrystEngComm 2013, 15, 9572-9577.
45. S. A. K. Robinson, M.-V. L. Mempin, A. J. Cairns, K. T. Holman, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1634-1637.
46. W. Morris, B. Volosskiy, S. Demir, F. Gándara, P. L. McGrier, H. Furukawa, D. Cascio, J. F. Stoddart, O. M. Yaghi, Inorg. Chem. 2012, 51, 6443-6445;
47. D. Feng, H. Jiang, Y. Chen, Z. Gu, Z. Wei, H. Zhou, Inorg. Chem. 2013, 52, 12661-12667.
48. Z. Chang, D. S. Zhang, T. L. Hu, X.-H. Bu, Cryst. Growth Des. 2011, 11, 2050-2053;
49. X. Zhao, X. Wang, S. Wang, J. Dou, P. Cui, Z. Chen, D. Sun, X.Wang, D. Sun, Cryst. Growth Des. 2012, 12, 2736-2739;
50. O. Delgado-Friedrichs, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Acta Crystallogr. Sect. A 2006, 62, 350-355.
51. T. F.Willems, C. H. Rycroft, M. Kazi, J. C. Meza, M. Haranczyk, Microporous Mesoporous Mater. 2012, 149, 134-141.
52. Figure 1a and b were generated using CCDC Mercury: C. F. Macrae, I. J. Bruno, J. A. Chisholm, P. R. Edgington, P. McCabe, E. Pidcock, L. Rodriguez-Monge, R. Taylor, J. van de Streek, P. A. Wood, J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 466-470.
53. Total solvent-accessible void volumes were calculated using CALCSOLV implemented in Olex2: O. V. Dolomanov, L. J. Bourhis, R. J. Gildea, J. A. K. Howard, H. Puschmann, J. Appl. Crystallogr. 2009, 42, 339-341.
54. H. Wu, Y. S. Chua, V. Krungleviciute, M. Tyagi, P. Chen, T. Yildirim, W. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10525-10532;
55. L. Valenzano, B. Civalleri, S. Chavan, S. Bordiga, M. H. Nilsen, S. Jakobsen, K. P. Lillerud, C. Lamberti, Chem. Mater. 2011, 23, 1700-1718;
56. M. J. Katz, Z. J. Brown, Y. J. Colon, P.W. Siu, K. A. Scheidt, R. Q. Snurr, J. T. Hupp, O. K. Farha, Chem. Commun. 2013, 49, 9449-9451;
57. H. L. Jiang, D. Feng, K. Wang, Z. Y. Gu, Z. Wei, Y. P. Chen, H. C. Zhou, D. Feng, Z. Y. Gu, J. R. Li, H. L. Jiang, Z.Wei, H. C. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13934-13938.
58. During the publication process of the present paper, Farha et al. reported a different protocol for the synthesis of a Zr-ptbaMOF: O. V. Gutov, W. Bury, D. A. Gomez-Gualdron, V. Krungleviciute, D. F. -Jimenez, J. E. Mondloch, A. A. Sarjeant, S. S. Al-Juaid, R. Q. Snurr, J. T. Hupp, T. Yildirim, O. K. Farha, Chem. Eur. J. 2014, 20, 12389-12393.
59. A. P. Nelson, O. K. Farha, K. L. Mulfort, J. T. Hupp, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 458-460.
60. H. Deng, C. J. Doonan, H. Furukawa, R. B. Ferreira, J. Towne, C. B. Knobler, B. Wang, O. M. Yaghi, Science 2010, 327, 846-850;
61. T. Fukushima, S. Horike, Y. Inubushi, K. Nakagawa, Y. Kubota, M. Takata, S. Kitagawa, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4820-4824;
62. Angew. Chem. 2010, 122, 4930-4934;
63. A. D. Burrows, CrystEngComm 2011, 13, 3623-3642;
64. S. Henke, A. Schneemann, A. Wütscher, R. A. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9464-9474;
65. T. Lescouet, E. Kockrick, G. Bergeret, M. Pera-Titus, S. Aguado, D. Farrusseng, J. Mater. Chem. 2012, 22, 10287-10293.
66. C. Martí-Gastaldo, D. Antypov, J. E. Warren, M. E. Briggs, P. A. Chater, P. V. Wiper, G. J. Miller, Y. Z. Khimyak, G. R. Darling, N. G. Berry, M. J. Rosseinsky, Nat. Chem. 2014, 6, 343-351.
67. H. Furukawa, N. Ko, Y. B. Go, N. Aratani, S. B. Choi, E. Choi, A. Ö. Yazaydin, R. Q. Snurr, M. O'Keeffe, J. Kim, O. M. Yaghi, S cience 2010, 329, 424-428.
68. J. A. Mason, M. Veensra, J. R. Long, Chem. Sci. 2014, 5, 32-51.