Tuning of ZIF-Derived Carbon with High Activity, Nitrogen Functionality, and Yield - A Case for Superior CO2 Capture

ChemSusChem

Volumn 8, Issue 12, 2015, Pages 2123-2132

  Gadipelli, Srinivas ^a   Guo, Zheng Xiao ^a  

^a UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

adsorption; carbon; carbon storage; metal organic frameworks; zinc

Indexed keywords

ADSORPTION; BINDING ENERGY; CARBON; CARBONIZATION; CRYSTAL STRUCTURE; CRYSTALLINE MATERIALS; ENERGY UTILIZATION; JAVA PROGRAMMING LANGUAGE; MICROPOROSITY; MICROPOROUS MATERIALS; NITROGEN; ORGANOMETALLICS; POROSITY; ZINC;

CARBON STORAGE; CARBON STRUCTURES; CARBONIZATION TEMPERATURES; LOW ENERGY CONSUMPTION; METAL ORGANIC FRAMEWORK; METALORGANIC FRAMEWORKS (MOFS); MICRO-POROUS CARBONS; NITROGEN FUNCTIONALITIES;

METALS;

CARBON; CARBON DIOXIDE; IMIDAZOLE; IMIDAZOLE DERIVATIVE; NITROGEN; ZEOLITE;

ADSORPTION; CHEMISTRY; CONFORMATION; ISOLATION AND PURIFICATION; MOLECULAR MODEL; NANOPORE;

ADSORPTION; CARBON; CARBON DIOXIDE; IMIDAZOLES; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; NANOPORES; NITROGEN; ZEOLITES;

EID: 84928647445     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201403402     Document Type: Article

References (97)

1. J.-K. Sun, Q. Xu, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2071
2. W. Chaikittisilp, K. Ariga, Y. Yamauchi, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 14.
3. G. Srinivas, V. Krungleviciute, Z.-X. Guo, T. Yildirim, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 335
4. Z. Zhong, J. Yao, Z.-X. Low, R. Chen, M. He, H. Wang, Carbon 2014, 72, 242
5. S. J. Yang, T. Kim, J. H. Im, Y. S. Kim, K. Lee, H. Jung, C. R. Park, Chem. Mater. 2012, 24, 464
6. M. Hu, J. Reboul, S. Furukawa, N. L. Torad, Q. Ji, P. Srinivasu, K. Ariga, S. Kitagawa, Y. Yamauchi, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2864
7. H. Deng, S. Jin, L. Zhan, Y. Wang, B. Lu, W. Qiao, L. Ling, New Carbon Mater. 2012, 27, 194
8. J.-W. Jeon, R. Sharma, P. Meduri, B. W. Arey, H. T. Schaef, J. L. Lutkenhaus, J. P. Lemmon, P. K. Thallapally, M. I. Nandasiri, B. P. McGrail, S. K. Nune, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 7214.
9. W. Chaikittisilp, N. L. Torad, C. Li, M. Imura, N. Suzuki, S. Ishihara, K. Ariga, Y. Yamauchi, Chem. Eur. J. 2014, 20, 4217
10. Y. Lu, W. Zhan, Y. He, Y. Wang, X. Kong, Q. Kuang, Z. Xie, L. Zheng, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 4186
11. S. J. Yang, S. Nam, T. Kim, J. H. Im, H. Jung, J. H. Kang, S. Wi, B. Park, C. R. Park, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7394
12. T. K. Kim, K. J. Lee, J. Y. Cheon, J. H. Lee, S. H. Joo, H. R. Moon, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8940
13. X. Xu, R. Cao, S. Jeong, J. Cho, Nano Lett. 2012, 12, 4988
14. A. Banerjee, R. Gokhale, S. Bhatnagar, J. Jog, M. Bhardwaj, B. Lefez, B. Hannoyer, S. Ogale, J. Mater. Chem. 2012, 22, 19694
15. S. Ma, G. A. Goenaga, A. V. Call, D.-J. Liu, Chem. Eur. J. 2011, 17, 2063.
16. D. Zhao, J.-L. Shui, L. R. Grabstanowicz, C. Chen, S. M. Commet, T. Xu, J. Lu, D.-J. Liu, Adv. Mater. 2014, 26, 1093
17. Q. Li, P. Xu, W. Gao, S. Ma, G. Zhang, R. Cao, J. Cho, H.-L. Wang, G. Wu, Adv. Mater. 2014, 26, 1378
18. S. Pandiaraj, H. B. Aiyappa, R. Banerjee, S. Kurungot, Chem. Commun. 2014, 50, 3363
19. K. Xi, S. Cao, X. Peng, C. Ducati, R. V. Kumar, A. K. Cheetham, Chem. Commun. 2013, 49, 2192
20. T. Palaniselvam, B. P. Biswal, R. Banerjee, S. Kurungot, Chem. Eur. J. 2013, 19, 9335
21. K. E. deKrafft, C. Wang, W. Lin, Adv. Mater. 2012, 24, 2014
22. B. Liu, H. Shioyama, T. Akita, Q. Xu, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5390
23. N. L. Torad, M. Hu, S. Ishihara, H. Sukegawa, A. A. Belik, M. Imura, K. Ariga, Y. Sakka, Y. Yamauchi, Small 2014, 10, 2096.
24. A. Aijaz, N. Fujiwara, Q. Xu, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6790
25. P. Zhang, F. Sun, Z. Xiang, Z. Shen, J. Yun, D. Cao, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 442
26. H. J. Lee, S. Choi, M. Oh, Chem. Commun. 2014, 50, 4492
27. A. J. Amali, J.-K. Sun, Q. Xu, Chem. Commun. 2014, 50, 1519
28. Q. Wang, W. Xia, W. Guo, L. An, D. Xia, R. Zou, Chem. Asian J. 2013, 8, 1879
29. N. L. Torad, M. Hu, Y. Kamachi, K. Takai, M. Imura, M. Naito, Y. Yamauchi, Chem. Commun. 2013, 49, 2521
30. H. B. Wu, S. Wei, L. Zhang, R. Xu, H. H. Hng, X. W. Lou, Chem. Eur. J. 2013, 19, 10804
31. P. Pachfule, B. P. Biswal, R. Banerjee, Chem. Eur. J. 2012, 18, 11399
32. A. Almasoudi, R. Mokaya, J. Mater. Chem. 2012, 22, 146
33. W. Chaikittisilp, M. Hu, H. Wang, H.-S. Huang, T. Fujita, K. C.-W. Wu, L.-C. Chen, Y. Yamauchi, K. Ariga, Chem. Commun. 2012, 48, 7259
34. H.-L. Jiang, B. Liu, Y.-Q. Lan, K. Kuratani, T. Akita, H. Shioyama, F. Zong, Q. Xu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11854
35. R. Li, X. Ren, X. Feng, X. Li, C. Hu, B. Wang, Chem. Commun. 2014, 50, 6894
36. A. Almasoudi, R. Mokaya, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 10960
37. Y. Han, P. Qi, S. Li, X. Feng, J. Zhou, H. Li, S. Su, X. Li, B. Wang, Chem. Commun. 2014, 50, 8057
38. P. Su, H. Xiao, J. Zhao, Y. Yao, Z. Shao, C. Li, Q. Yang, Chem. Sci. 2013, 4, 2941
39. N. L. Torad, R. R. Salunkhe, Y. Li, H. Hamoudi, M. Imura, Y. Sakka, C.-C. Hu, Y. Yamauchi, Chem. Eur. J. 2014, 20, 7895
40. X. Cao, B. Zheng, X. Rui, W. Shi, Q. Yan, H. Zhang, Angew. Chem. 2014, 126, 1428.
41. H. B. Aiyappa, P. Pachfule, R. Banerjee, S. Kurungot, Cryst. Growth Des. 2013, 13, 4195
42. S. Lim, K. Suh, Y. Kim, M. Yoon, H. Park, D. N. Dybtsev, K. Kim, Chem. Commun. 2012, 48, 7447.
43. K. Kida, M. Okita, K. Fujita, S. Tanaka, Y. Miyake, CrystEngComm 2013, 15, 1794
44. J. Yao, M. He, K. Wang, R. Chen, Z. Zhong, H. Wang, CrystEngComm 2013, 15, 3601
45. Y. Pan, Y. Liu, G. Zeng, L. Zhao, Z. Lai, Chem. Commun. 2011, 47, 2071
46. J. Cravillon, R. Nayuk, S. Springer, A. Feldhoff, K. Huber, M. Wiebcke, Chem. Mater. 2011, 23, 2130
47. M. Rubio-Martinez, M. P. Batten, A. Polyzos, K.-C. Carey, J. I. Mardel, K.-S. Lim, M. R. Hill, Sci. Rep. 2014, 4, 5443
48. P. A. Bayliss, I. A. Ibarra, E. Pérez, S. Yang, C. C. Tang, M. Poliakoff, M. Schröder, Green Chem. 2014, 16, 3796.
49. J. M. Simmons, H. Wu, W. Zhou, T. Yildirim, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2177
50. Z. Guo, H. Wu, G. Srinivas, Y. Zhou, S. Xiang, Z. Chen, Y. Yang, W. Zhou, M. O'Keeffe, B. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3178
51. Angew. Chem. 2011, 123, 3236
52. H. Wu, J. M. Simmons, G. Srinivas, W. Zhou, T. Yildirim, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1946
53. P. Rallapalli, K. P. Prasanth, D. Patil, R. S. Somani, R. V. Jasra, H. C. Bajaj, J. Porous Mater. 2011, 18, 205
54. S. Gadipelli, Z. X. Guo, Prog. Mater. Sci. 2015, 69, 1-60.
55. S. S. Kaye, A. Dailly, O. M. Yaghi, J. R. Long, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14176
56. J. G. Nguyen, S. M. Cohen, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4560
57. J. Liu, A. I. Benin, A. M. B. Furtado, P. Jakubczak, R. R. Willis, M. D. LeVan, Langmuir 2011, 27, 11451
58. C. Petit, T. J. Bandosz, Dalton Trans. 2012, 41, 4027
59. C. Petit, S. Wrabetz, T. J. Bandosz, J. Mater. Chem. 2012, 22, 21443
60. C. Petit, B. Levasseur, B. Mendoza, T. J. Bandosz, Microporous Mesoporous Mater. 2012, 154, 107
61. Z. H. Huang, G. Liu, F. Kang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 4942
62. J. R. Holst, A. I. Cooper, Adv. Mater. 2010, 22, 5212
63. C. Lastoskie, Science 2010, 330, 595
64. 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, Science 2010, 329, 424.
65. S. Gadipelli, W. Travis, W. Zhou, Z. Guo, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2232
66. W. M. Bloch, R. Babarao, M. R. Hill, C. J. Doonan, C. J. Sumby, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10441
67. Y.-S. Bae, J. Liu, C. E. Wilmer, H. Sun, A. N. Dickey, M. B. Kim, A. I. Benin, R. R. Willis, D. Barpaga, M. D. LeVan, R. Q. Snurr, Chem. Commun. 2014, 50, 3296
68. W. R. Lee, S. Y. Hwang, D. W. Ryu, K. S. Lim, S. S. Han, D. Moon, J. Choide, C. S. Hong, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 744
69. J. D. Evans, C. J. Sumby, C. J. Doonan, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5933
70. S. J. Yang, C. R. Park, Adv. Mater. 2012, 24, 4010
71. S. Gadipelli, Z. Guo, Chem. Mater. 2014, 26, 6333.
72. G. Srinivas, J. W. Burress, J. Ford, T. Yildirim, J. Mater. Chem. 2011, 21, 11323
73. G. Srinivas, Y. Zhu, R. Piner, N. Skipper, M. Ellerby, R. Ruoff, Carbon 2010, 48, 630.
74. G. Srinivas, A. Lovell, N. T. Skipper, S. M. Bennington, Z. Kurban, R. I. Smith, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 6253
75. G. Srinivas, C. A. Howard, S. M. Bennington, N. T. Skipper, M. Ellerby, J. Mater. Chem. 2009, 19, 5239.
76. C. Zhang, L. Fu, N. Liu, M. Liu, Y. Wang, Z. Liu, Adv. Mater. 2011, 23, 1020
77. J. B. Lambert, Introduction to Organic Spectroscopy, Macmillan, New York, 1987.
78. J. Wang, I. Senkovska, M. Oschatz, M. R. Lohe, L. Borchardt, A. Heerwig, Q. Liu, S. Kaskel, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 10951
79. Z. Zhang, J. Zhou, W. Xing, Q. Xue, Z. Yan, S. Zhuo, S. Z. Qiao, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 2523
80. G. Srinivas, J. Burress, T. Yildirim, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6453
81. J. Zhou, W. Li, Z. Zhang, W. Xing, S. Zhuo, RSC Adv. 2012, 2, 161
82. M. Sevilla, P. Valle-Vigón, A. B. Fuertes, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2781
83. M. L. Foo, R. Matsuda, S. Kitagawa, Chem. Mater. 2014, 26, 310
84. K. K. Tanabe, S. M. Cohen, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 498.
85. X. Ma, Y. Li, M. Cao, C. Hu, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 4819
86. J. Wang, Q. Liu, Nanoscale 2014, 6, 4148.
87. J. W. Burress, S. Gadipelli, J. Ford, J. M. Simmons, W. Zhou, T. Yildirim, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8902
88. Angew. Chem. 2010, 122, 9086
89. A. P. Dementjev, A. de Graaf, M. C. M. van de Sanden, K. I. Maslakov, A. V. Naumkin, A. A. Serov, Diamond Relat. Mater. 2000, 9, 1904.
90. M. Scardamaglia, B. Aleman, M. Amati, C. Ewels, P. Pochet, N. Reckinger, J.-F. Colomer, T. Skaltsas, N. Tagmatarchis, R. Snyders, L. Gregoratti, C. Bittencourt, Carbon 2014, 73, 371
91. W. Ding, Z. Wei, S. Chen, X. Qi, T. Yang, J. Hu, D. Wang, L.-J. Wan, S. F. Alvi, L. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11755
92. Angew. Chem. 2013, 125, 11971.
93. K. Artyushkova, B. Kiefer, B. Halevi, A. Knop-Gericke, R. Schlogl, P. Atanassov, Chem. Commun. 2013, 49, 2539.
94. C.-C. Hwang, J. J. Tour, C. Kittrell, L. Espinal, L. B. Alemany, J. M. Tour, Nat. Commun. 2014, 5, 3961
95. P. Pachfule, V. M. Dhavale, S. Kandambeth, S. Kurungot, R. Banerjee, Chem. Eur. J. 2013, 19, 974.
96. J. Landers, G. Y. Gor, A. V. Neimark, Colloids Surf. A 2013, 437, 3
97. M. Thommes, K. A. Cychosz, A. V. Neimark, in Novel Carbon Adsorbents (Eds.:, J. M. D. Tascón,), Elsevier, Oxford, 2012, Chap. 4, pp. 107-145.