Understanding Intrinsic Light Absorption Properties of UiO-66 Frameworks: A Combined Theoretical and Experimental Study

Inorganic Chemistry

Volumn 54, Issue 22, 2015, Pages 10701-10710

  Hendrickx, Kevin ^a   Vanpoucke, Danny E P ^a   Leus, Karen ^a   Lejaeghere, Kurt ^a   Van Yperen De Deyne, Andy ^a   Van Speybroeck, Veronique ^a   Van Der Voort, Pascal ^a   Hemelsoet, Karen ^a  

^a GHENT UNIVERSITY   (Belgium)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84947558866     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01593     Document Type: Article

References (89)

1. Thematic issue on metal-organic frameworks Chem. Rev. 2012, 112, 673-1268.
2. Corma, A.; García, H.; Llabrés i Xamena, F. X. Chem. Rev. 2010, 110, 4606-4655 10.1021/cr9003924
3. Liu, D.; Lu, K.; Poon, C.; Lin, W. Inorg. Chem. 2014, 53, 1916-1924 10.1021/ic402194c
4. Wang, J.; Wang, C.; Lin, W. ACS Catal. 2012, 2, 2630-2640 10.1021/cs3005874
5. Nasalevich, M. A.; van der Veen, M.; Kapteijn, F.; Gascon, J. CrystEngComm 2014, 16, 4919-4926 10.1039/c4ce00032c
6. Allendorf, M. D.; Bauer, C. A.; Bhakta, R. K.; Houk, R. J. T. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1330-1352 10.1039/b802352m
7. Cui, Y.; Chen, B.; Qian, G. Struct. Bonding 2013, 157, 27-88 10.1007/430-2013-133
8. Farrusseng, D. Metal-Organic Frameworks: Applications from Catalysis to Gas Storage; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2011.
9. Sun, C.; Wang, X.; Zhang, X.; Qin, C.; Li, P.; Su, Z.; Zhu, D.; Shan, G.; Shao, K.; Wu, H.; Li, J. Nat. Commun. 2013, 4, 2717 10.1038/ncomms3717
10. Hu, Z.; Deibert, B. J.; Li, J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5815-5840 10.1039/C4CS00010B
11. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37-38 10.1038/238037a0
12. Schneider, J.; Matsuoka, M.; Takeuchi, M.; Zhang, J.; Horiuchi, Y.; Anpo, M.; Bahnemann, D. W. Chem. Rev. 2014, 114, 9919-9986 10.1021/cr5001892
13. van Dijken, A.; Janssen, A. H.; Smitsmans, M. H. P.; Vanmaekelbergh, D.; Meijerink, A. Chem. Mater. 1998, 10, 3513-3522 10.1021/cm980715p
14. Hoffmann, M. R.; Martin, S. T.; Choi, W.; Bahnemann, D. W. Chem. Rev. 1995, 95, 69-96 10.1021/cr00033a004
15. Fox, M. A.; Dulay, M. T. Chem. Rev. 1993, 93, 341-357 10.1021/cr00017a016
16. Mills, A.; Le Hunte, S. J. Photochem. Photobiol., A 1997, 108, 1-35 10.1016/S1010-6030(97)00118-4
17. Wang, Z. Chin. Sci. Bull. 2009, 54, 4021-4034 10.1007/s11434-009-0456-0
18. Linsebigler, A. L.; Lu, G.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 735-758 10.1021/cr00035a013
19. Chowdhury, P.; Gomaa, H.; Ray, A. K. ACS Symp. Ser. 2013, 1124, 231-266 10.1021/bk-2013-1124.ch013
20. Kudo, A.; Miseki, Y. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253-278 10.1039/B800489G
21. Zou, Z.; Ye, J.; Sayama, K.; Arakawa, H. Nature 2001, 414, 625-627 10.1038/414625a
22. Beydoun, D.; Amal, R.; Low, G.; McEvoy, S. J. Nanopart. Res. 1999, 1, 439-458 10.1023/A:1010044830871
23. Vermoortele, F.; Vandichel, M.; Van de Voorde, B.; Ameloot, R.; Waroquier, M.; Van Speybroeck, V.; De Vos, D. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 4887-4890 10.1002/anie.201108565
24. Vermoortele, F.; Bueken, B.; Le Bars, G.; Van de Voorde, B.; Vandichel, M.; Houthoofd, K.; Vimont, A.; Daturi, M.; Waroquier, M.; Van Speybroeck, V.; Kirschhock, C.; De Vos, D. E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11465-11468 10.1021/ja405078u
25. Wu, P.; He, C.; Wang, J.; Peng, X.; Li, X.; An, Y.; Duan, C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14991-14999 10.1021/ja305367j
26. Fu, Y.; Sun, D.; Chen, Y.; Huang, R.; Ding, Z.; Fu, X.; Li, Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 3364-3367 10.1002/anie.201108357
27. Horiuchi, Y.; Toyao, T.; Saito, M.; Mochizuki, K.; Iwata, M.; Higashimura, H.; Anpo, M.; Matsuoka, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20848-20853 10.1021/jp3046005
28. Sun, D.; Ye, L.; Li, Z. Appl. Catal., B 2015, 164, 428-432 10.1016/j.apcatb.2014.09.054
29. Wang, D.; Li, Z. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1623-1628 10.1039/C4CY01464B
30. Wang, D.; Huang, R.; Liu, W.; Sun, D.; Li, Z. ACS Catal. 2014, 4, 4254-4260 10.1021/cs501169t
31. Cavka, J. H.; Jakobsen, S.; Olsbye, U.; Guillou, N.; Lamberti, C.; Bordiga, S.; Lillerud, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850-13851 10.1021/ja8057953
32. Wiersum, A.; Soubeyrand-Lenoir, E.; Yang, Q.; Moulin, B.; Guillerm, V.; Yahia, M.; Bourrelly, S.; Vimont, A.; Miller, S.; Vagner, C.; Daturi, M.; Clet, G.; Serre, C.; Maurin, G.; Llewellyn, P. Chem.-Asian J. 2011, 6, 3270-3280 10.1002/asia.201100201
33. Vandichel, M.; Hajek, J.; Vermoortele, F.; Waroquier, M.; De Vos, D.; Van Speybroeck, V. CrystEngComm 2015, 17, 395-406 10.1039/C4CE01672F
34. Zhao, W.; Zhang, C.; Yan, Z.; Bai, L.; Wang, X.; Huang, H.; Zhou, Y.; Xie, Y.; Li, F.; Li, J. J. Chromatogr. A 2014, 1370, 121-128 10.1016/j.chroma.2014.10.036
35. Stassen, I.; Styles, M.; Van Assche, T.; Campagnol, N.; Fransaer, J.; Denayer, J.; Tan, J.; Falcaro, P.; De Vos, D.; Ameloot, R. Chem. Mater. 2015, 27, 1801-1807 10.1021/cm504806p
36. Kim, S.; Lee, Y.; Hong, S.; Jang, M.; Ahn, W. Catal. Today 2015, 245, 54-60 10.1016/j.cattod.2014.05.041
37. Shen, L.; Wu, W.; Liang, R.; Lin, R.; Wu, L. Nanoscale 2013, 5, 9374-9382 10.1039/c3nr03153e
38. Gomes Silva, C.; Luz, I.; Llabrés i Xamena, F. X.; Corma, A.; García, H. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 11133-11138 10.1002/chem.200903526
39. Shen, L.; Liang, S.; Wu, W.; Liang, R.; Wu, L. Dalton Trans. 2013, 42, 13649-13658 10.1039/c3dt51479j
40. Long, J.; Wang, S.; Ding, Z.; Wang, S.; Zhou, Y.; Huang, L.; Wang, X. Chem. Commun. 2012, 48, 11656-11658 10.1039/c2cc34620f
41. Sun, D.; Fu, Y.; Liu, W.; Ye, L.; Wang, D.; Yang, L.; Fu, X.; Li, Z. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 14279-14285 10.1002/chem.201301728
42. Shen, L.; Liang, R.; Luo, M.; Jing, F.; Wu, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 117-121 10.1039/C4CP04162C
43. Goh, T.; Xiao, C.; Maligal-Ganesh, R. V.; Li, X.; Huang, W. Chem. Eng. Sci. 2015, 124, 45-51 10.1016/j.ces.2014.08.052
44. Flage-Larsen, E.; Røyset, A.; Cavka, J. H.; Thorshaug, K. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 20610-20616 10.1021/jp405335q
45. Musho, T.; Li, J.; Wu, N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 23646-23653 10.1039/C4CP03110E
46. Hendon, C.; Tiana, D.; Fontecave, M.; Sanchez, C.; D'arras, L.; Sassoye, C.; Rozes, L.; Mellot-Draznieks, C.; Walsh, A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10942-10945 10.1021/ja405350u
47. Odoh, S. O.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G.; Gagliardi, L. Chem. Rev. 2015, 115, 6051-6111 10.1021/cr500551h
48. Ling, S.; Slater, B. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 16667-16677 10.1021/acs.jpcc.5b04050
49. Runge, E.; Gross, E. Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 997-1001 10.1103/PhysRevLett.52.997
50. Time-Dependent Density Functional Theory; Marques, M. A. L.; Ullrich, C.; Nogueira, F.; Rubio, A.; Burke, K.; Gross, E. K. U., Eds.; Springer: Berlin, 2006.
51. Adamo, C.; Jacquemin, D. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 845-856 10.1039/C2CS35394F
52. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. Chem. Rev. 2005, 105, 4009-4037 10.1021/cr0505627
53. Bloino, J.; Biczysko, M.; Santoro, F.; Barone, V. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1256-1274 10.1021/ct9006772
54. Barone, V.; Biczysko, M.; Bloino, J.; Carta, L.; Pedone, A. Comput. Theor. Chem. 2014, 1037, 35-48 10.1016/j.comptc.2014.03.027
55. Laurent, A. D.; Adamo, C.; Jacquemin, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 14334-14356 10.1039/c3cp55336a
56. Pedone, A.; Prampolini, G.; Monti, S.; Barone, V. Chem. Mater. 2011, 23, 5016-5023 10.1021/cm202436b
57. De Meyer, T.; Hemelsoet, K.; Van der Schueren, L.; Pauwels, E.; De Clerck, K.; Van Speybroeck, V. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 8120-8129 10.1002/chem.201103633
58. Hemelsoet, K.; Qian, Q.; De Meyer, T.; De Wispelaere, K.; De Sterck, B.; Weckhuysen, B. M.; Waroquier, M.; Van Speybroeck, V. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 16595-16606 10.1002/chem.201301965
59. Perdew, J. P. Int. J. Quantum Chem. 1985, 28, 497-523 10.1002/qua.560280846
60. Heyd, J.; Scuseria, G. E.; Ernzerhof, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207-8215 10.1063/1.1564060
61. Heyd, J.; Peralta, J. E.; Scuseria, G. E.; Martin, R. L. J. Chem. Phys. 2005, 123, 174101 10.1063/1.2085170
62. Heyd, J.; Scuseria, G. E.; Ernzerhof, M. J. Chem. Phys. 2006, 124, 219906 10.1063/1.2204597
63. Brothers, E. N.; Izmaylov, A. F.; Normand, J. O.; Barone, V.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2008, 129, 011102 10.1063/1.2955460
64. Vial, L.; Ludlow, R. F.; Leclaire, J.; Pérez-Fernández, R.; Otto, S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10253-10257 10.1021/ja062536b
65. Biswas, S.; Van Der Voort, P. Eur. J. Inorg. Chem. 2013, 2013, 2154-2160 10.1002/ejic.201201228
66. Frisch, M. J.; et al., Gaussian 09, revision D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
67. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 785-789 10.1103/PhysRevB.37.785
68. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652 10.1063/1.464913
69. Krishnan, R.; Binkley, J.; Seeger, R.; Pople, J. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650-654 10.1063/1.438955
70. Jacquemin, D.; Perpète, E.; Scuseria, G.; Ciofini, I.; Adamo, C. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 123-135 10.1021/ct700187z
71. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3093 10.1021/cr9904009
72. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297-3305 10.1039/b508541a
73. http://www.chemissian.com.
74. Verstraelen, T. Horton, 2011; available at http://theochem.github.com/horton/.
75. Bultinck, P.; Van Alsenoy, C.; Ayers, P. W.; Carbó-Dorca, R. J. Chem. Phys. 2007, 126, 144111 10.1063/1.2715563
76. Bultinck, P.; Ayers, P. W.; Fias, S.; Tiels, K.; Van Alsenoy, C. Chem. Phys. Lett. 2007, 444, 205-208 10.1016/j.cplett.2007.07.014
77. Verstraelen, T.; Ayers, P. W.; Van Speybroeck, V.; Waroquier, M. Chem. Phys. Lett. 2012, 545, 138-143 10.1016/j.cplett.2012.07.028
78. Verstraelen, T.; Pauwels, E.; De Proft, F.; Van Speybroeck, V.; Geerlings, P.; Waroquier, M. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 661-676 10.1021/ct200512e
79. Vanpoucke, D. E. P.; Bultinck, P.; Van Driessche, I. J. Comput. Chem. 2013, 34, 405-417 10.1002/jcc.23088
80. Vanpoucke, D. E. P.; Van Driessche, I.; Bultinck, P. J. Comput. Chem. 2013, 34, 422-427 10.1002/jcc.23193
81. Vanpoucke, D. E. P. HIVE, version 3.x., 2011; available at http://dannyvanpoucke.be/.
82. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50 10.1016/0927-0256(96)00008-0
83. Hafner, J. J. Comput. Chem. 2008, 29, 2044-2078 10.1002/jcc.21057
84. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 59, 1758-1775 10.1103/PhysRevB.59.1758
85. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868 10.1103/PhysRevLett.77.3865
86. Valenzano, L.; Civalleri, B.; Chavan, S.; Bordiga, S.; Nilsen, M. H.; Jakobsen, S.; Lillerud, K. P.; Lamberti, C. Chem. Mater. 2011, 23, 1700-1718 10.1021/cm1022882
87. Pauling, L. J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 3570-3582 10.1021/ja01348a011
88. Van Yperen-De Deyne, A.; De Meyer, T.; Pauwels, E.; Ghysels, A.; De Clerck, K.; Waroquier, M.; Van Speybroeck, V.; Hemelsoet, K. J. Chem. Phys. 2014, 140, 134105 10.1063/1.4869937
89. Biswas, S.; Vanpoucke, D. E. P.; Verstraelen, T.; Vandichel, M.; Couck, S.; Leus, K.; Liu, Y.-Y.; Waroquier, M.; Van Speybroeck, V.; Denayer, J. F. M.; Van Der Voort, P. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 22784-22796 10.1021/jp406835n