Systematic ligand modulation enhances the moisture stability and gas sorption characteristics of quaternary metal-organic frameworks

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 11, 2015, Pages 3901-3909

  Liu, Lujia ^a   Telfer, Shane G ^a  

^a MASSEY UNIVERSITY   (New Zealand)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; CARBON DIOXIDE; CARBOXYLATION; CRYSTALLINE MATERIALS; LIGANDS; MODULATION; MOLECULES; MONTE CARLO METHODS; ORGANIC POLYMERS; ORGANOMETALLICS; WATER VAPOR;

ADSORPTION BEHAVIOR; ADSORPTION CAPACITIES; ADSORPTION-DESORPTION CYCLES; FRAMEWORK STABILITIES; GRAND CANONICAL MONTE CARLO SIMULATION; METAL ORGANIC FRAMEWORK; STRUCTURAL ORDERING; SYSTEMATIC VARIATION;

GAS ADSORPTION;

CARBOXYLIC ACID DERIVATIVE; LIGAND; METAL ORGANIC FRAMEWORK; OXYGEN DERIVATIVE; WATER; ZINC DERIVATIVE;

ADSORPTION; AMBIENT AIR; ARTICLE; ATMOSPHERIC MOISTURE; CHEMICAL ENVIRONMENT; DECOMPOSITION; DESORPTION; GAS; HUMIDITY; HYDROLYSIS; HYDROPHOBICITY; ISOTHERM; MODULATION; MOISTURE; MONTE CARLO METHOD; POROSITY; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; SUBSTITUTION REACTION; SYNTHESIS; WATER VAPOR; X RAY CRYSTALLOGRAPHY; X RAY DIFFRACTION;

EID: 84925822628     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b00365     Document Type: Article

References (59)

1. Burrows, A. D. CrystEngComm 2011, 13, 3623
2. Bunck, D. N.; Dichtel, W. R. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 818
3. Furukawa, H.; Cordova, K. E.; OKeeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2013, 341, 974
4. Chun, H.; Dybtsev, D. N.; Kim, H.; Kim, K. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 3521
5. Fukushima, T.; Horike, S.; Inubushi, Y.; Nakagawa, K.; Kubota, Y.; Takata, M.; Kitagawa, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4820
6. Burrows, A. D.; Fisher, L. C.; Richardson, C.; Rigby, S. P. Chem. Commun. 2011, 47, 3380
7. Taylor-Pashow, K. M. L.; Rocca, J. D.; Xie, Z.; Tran, S.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14261
8. Kleist, W.; Jutz, F.; Maciejewski, M.; Baiker, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 2009, 3552
9. Kim, M.; Cahill, J. F.; Prather, K. A.; Cohen, S. M. Chem. Commun. 2011, 47, 7629
10. Kim, M.; Cahill, J. F.; Fei, H.; Prather, K. A.; Cohen, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18082
11. Song, X.; Kim, T. K.; Kim, H.; Kim, D.; Jeong, S.; Moon, H. R.; Lah, M. S. Chem. Mater. 2012, 24, 3065
12. Takaishi, S.; DeMarco, E. J.; Pellin, M. J.; Farha, O. K.; Hupp, J. T. Chem. Sci. 2013, 4, 1509
13. Li, H.; Shi, W.; Zhao, K.; Li, H.; Bing, Y.; Cheng, P. Inorg. Chem. 2012, 51, 9200
14. Hon Lau, C.; Babarao, R.; Hill, M. R. Chem. Commun. 2013, 49, 3634
15. Deng, H.; Doonan, C. J.; Furukawa, H.; Ferreira, R. B.; Towne, J.; Knobler, C. B.; Wang, B.; Yaghi, O. M. Science 2010, 327, 846
16. Wang, L. J.; Deng, H.; Furukawa, H.; Gándara, F.; Cordova, K. E.; Peri, D.; Yaghi, O. M. Inorg. Chem. 2014, 53, 5881
17. Chen, W.; Wang, J.-Y.; Chen, C.; Yue, Q.; Yuan, H.-M.; Chen, J.-S.; Wang, S.-N. Inorg. Chem. 2003, 42, 944
18. Dybtsev, D. N.; Chun, H.; Kim, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5033
19. Koh, K.; Wong-Foy, A. G.; Matzger, A. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 677
20. Klein, N.; Senkovska, I.; Gedrich, K.; Stoeck, U.; Henschel, A.; Mueller, U.; Kaskel, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9954
21. Furukawa, H.; Ko, N.; Go, Y. B.; Aratani, N.; Choi, S. B.; Choi, E.; Yazaydin, A. Ö.; Snurr, R. Q.; OKeeffe, M.; Kim, J.; Yaghi, O. M. Science 2010, 329, 424
22. Koh, K.; Wong-Foy, A. G.; Matzger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15005
23. Koh, K.; Van Oosterhout, J. D.; Roy, S.; Wong-Foy, A. G.; Matzger, A. J. Chem. Sci. 2012, 3, 2429
24. Han, D.; Jiang, F.-L.; Wu, M.-Y.; Chen, L.; Chen, Q.-H.; Hong, M.-C. Chem. Commun. 2011, 47, 9861
25. Grunker, R.; Bon, V.; Muller, P.; Stoeck, U.; Krause, S.; Mueller, U.; Senkovska, I.; Kaskel, S. Chem. Commun. 2014, 50, 3450
26. Schoedel, A.; Wojtas, L.; Kelley, S. P.; Rogers, R. D.; Eddaoudi, M.; Zaworotko, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11421
27. Liu, L.; Konstas, K.; Hill, M. R.; Telfer, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17731
28. Dutta, A.; Wong-Foy, A. G.; Matzger, A. J. Chem. Sci. 2014, 5, 3729
29. Schoedel, A.; Cairns, A. J.; Belmabkhout, Y.; Wojtas, L.; Mohamed, M.; Zhang, Z.; Proserpio, D. M.; Eddaoudi, M.; Zaworotko, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 2902
30. Schoedel, A.; Boyette, W.; Wojtas, L.; Eddaoudi, M.; Zaworotko, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14016
31. Chae, H. K.; Siberio-Perez, D. Y.; Kim, J.; Go, Y.; Eddaoudi, M.; Matzger, A. J.; OKeeffe, M.; Yaghi, O. M. Nature 2004, 427, 523
32. Das, S.; Kim, H.; Kim, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3814
33. Frost, H.; Düren, T.; Snurr, R. Q. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 9565
34. Sarkisov, L.; Harrison, A. Mol. Simul. 2011, 37, 1248
35. Düren, T.; Millange, F.; Férey, G.; Walton, K. S.; Snurr, R. Q. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15350
36. Spek, A. J. Appl. Crystallogr. 2003, 36, 7
37. Burtch, N. C.; Jasuja, H.; Walton, K. S. Chem. Rev. 2014, 114, 10575
38. Nguyen, J. G.; Cohen, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4560
39. Yang, J.; Grzech, A.; Mulder, F. M.; Dingemans, T. J. Chem. Commun. 2011, 47, 5244
40. Schoenecker, P. M.; Carson, C. G.; Jasuja, H.; Flemming, C. J. J.; Walton, K. S. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 6513
41. Li, Y.; Yang, R. T. Langmuir 2007, 23, 12937
42. Guo, P.; Dutta, D.; Wong-Foy, A. G.; Gidley, D. W.; Matzger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2651-2657
43. Wu, T.; Shen, L.; Luebbers, M.; Hu, C.; Chen, Q.; Ni, Z.; Masel, R. I. Chem. Commun. 2010, 46, 6120
44. Montoro, C.; Linares, F.; Quartapelle Procopio, E.; Senkovska, I.; Kaskel, S.; Galli, S.; Masciocchi, N.; Barea, E.; Navarro, J. A. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11888
45. Allendorf, M. D.; Stavila, V. CrystEngComm 2015, 17, 229
46. Li, H.; Eddaoudi, M.; OKeeffe, M.; Yaghi, O. M. Nature 1999, 402, 276
47. http://www.automotive.basf.com/mof-technology-natural-gas/.
48. Makal, T. A.; Wang, X.; Zhou, H.-C. Cryst. Growth Des. 2013, 13, 4760
49. Calculated using Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V11.02 (© 1994-2014 ACD/Labs).
50. Küsgens, P.; Rose, M.; Senkovska, I.; Fröde, H.; Henschel, A.; Siegle, S.; Kaskel, S. Microporous Mesoporous Mater. 2009, 120, 325
51. Canivet, J.; Fateeva, A.; Guo, Y.; Coasne, B.; Farrusseng, D. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5594
52. Ghosh, P.; Kim, K. C.; Snurr, R. Q. J. Phys. Chem. C 2013, 118, 1102
53. Dubbeldam, D.; Calero, S.; Ellis, D. E.; Snurr, R. Q. Mol. Simul. 2015, in press
54. Kalidindi, S. B.; Nayak, S.; Briggs, M. E.; Jansat, S.; Katsoulidis, A. P.; Miller, G. J.; Warren, J. E.; Antypov, D.; Corà, F.; Slater, B.; Prestly, M. R.; Martí-Gastaldo, C.; Rosseinsky, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 221
55. Greathouse, J. A.; Allendorf, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10678
56. Sumida, K.; Rogow, D. L.; Mason, J. A.; McDonald, T. M.; Bloch, E. D.; Herm, Z. R.; Bae, T.-H.; Long, J. R. Chem. Rev. 2012, 112, 724
57. Konstas, K.; Osl, T.; Yang, Y.; Batten, M.; Burke, N.; Hill, A. J.; Hill, M. R. J. Mater. Chem. 2012, 22, 16698
58. Burtch, N. C.; Jasuja, H.; Dubbeldam, D.; Walton, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7172
59. Babarao, R.; Coghlan, C. J.; Rankine, D.; Bloch, W. M.; Gransbury, G. K.; Sato, H.; Kitagawa, S.; Sumby, C. J.; Hill, M. R.; Doonan, C. J. Chem. Commun. 2014, 50, 3238