Microporous Metal-Organic Framework Stabilized by Balanced Multiple Host-Couteranion Hydrogen-Bonding Interactions for High-Density CO2 Capture at Ambient Conditions

Inorganic Chemistry

Volumn 55, Issue 1, 2016, Pages 292-299

  Ye, Yingxiang ^a   Xiong, Shunshun ^b   Wu, Xiaonan ^b   Zhang, Liuqin ^a   Li, Ziyin ^a   Wang, Lihua ^a   Ma, Xiuling ^a   Chen, Qian Huo ^a   Zhang, Zhangjing ^a,c   Xiang, Shengchang ^a,c  

^a FUJIAN NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b RESEARCH CENTER OF LASER FUSION   (China)

^c FUJIAN INSTITUTE OF RESEARCH ON THE STRUCTURE OF MATTER   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84953395303     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b02316     Document Type: Article

References (99)

1. WMO. Greenhouse Gas Bulletin No. 8; World Meteorological Organization: Geneva, 2012.
2. Quadrelli, R.; Peterson, S. Energy Policy 2007, 35, 5938-5952 10.1016/j.enpol.2007.07.001
3. Haszeldine, R. S. Science 2009, 325, 1647-1652 10.1126/science.1172246
4. Rochelle, G. T. Science 2009, 325, 1652-1654 10.1126/science.1176731
5. Siriwardane, R. V.; Shen, M. S.; Fisher, E. P. Energy Fuels 2005, 19, 1153-1159 10.1021/ef040059h
6. Chue, K. T.; Kim, J. N.; Yoo, Y. J.; Cho, S. H.; Yang, R. T. Ind. Eng. Chem. Res. 1995, 34, 591-598 10.1021/ie00041a020
7. Palomino, M.; Corma, A.; Jorda, J. L.; Rey, F.; Valencia, S. Chem. Commun. 2012, 48, 215-217 10.1039/C1CC16320E
8. Drage, T. C.; Blackman, J. M.; Pevida, C.; Snape, C. E. Energy Fuels 2009, 23, 2790-2796 10.1021/ef8010614
9. Mishra, A. K.; Ramaprabhu, S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 889-895 10.1039/C0EE00076K
10. 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, 724-781 10.1021/cr2003272
11. Li, J. R.; Sculley, J.; Zhou, H. C. Chem. Rev. 2012, 112, 869-932 10.1021/cr200190s
12. Banerjee, R.; Furukawa, H.; Britt, D.; Knobler, C.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3875-3877 10.1021/ja809459e
13. He, C. T.; Liao, P. Q.; Zhou, D. D.; Wang, B. Y.; Zhang, W. X.; Zhang, J. P.; Chen, X. M. Chem. Sci. 2014, 5, 4755-4762 10.1039/C4SC01505C
14. Pachfule, P.; Chen, Y.; Sahoo, S. C.; Jiang, J.; Banerjee, R. Chem. Mater. 2011, 23, 2908-2916 10.1021/cm2004352
15. Wang, F.; Fu, H. R.; Kang, Y.; Zhang, J. Chem. Commun. 2014, 50, 12065-12068 10.1039/C4CC05022C
16. Gao, W. Y.; Pham, T.; Forrest, K. A.; Space, B.; Wojtas, L.; Chen, Y. S.; Ma, S. Chem. Commun. 2015, 51, 9636-9639 10.1039/C5CC02573G
17. Furukawa, H.; Ko, N.; Go, Y. B.; Aratani, N.; Choi, S. B.; Choi, E.; Yazaydin, A. O.; Snurr, R. Q.; O'Keefe, M.; Kim, J.; Yaghi, O. M. Science 2010, 329, 424-428 10.1126/science.1192160
18. Rowsell, J. L. C.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1304-1315 10.1021/ja056639q
19. Wang, Z.; Cohen, S. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1315-1329 10.1039/b802258p
20. Furukawa, H.; Cordova, K. E.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2013, 341, 1230444 10.1126/science.1230444
21. Chen, B. L.; Xiang, S. C.; Qian, G. D. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1115-1124 10.1021/ar100023y
22. Qiu, S. L.; Zhu, G. S. Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 2891-2911 10.1016/j.ccr.2009.07.020
23. Xiang, S. C.; Zhou, W.; Zhang, Z. J.; Green, M. A.; Liu, Y.; Chen, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4615-4618 10.1002/anie.201000094
24. Angew. Chem. 2010, 122, 4719-4722.10.1002/ange.201000094
25. Xiang, S. C.; Zhou, W.; Gallegos, J. M.; Liu, Y.; Chen, B. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12415-12419 10.1021/ja904782h
26. Kreno, L. E.; Leong, K.; Farha, O. K.; Allendorf, M.; Van Duyne, R. P.; Hupp, J. T. Chem. Rev. 2012, 112, 1105-1125 10.1021/cr200324t
27. Hu, Z.; Deibert, B. J.; Li, J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5815-5840 10.1039/C4CS00010B
28. Mallick, A.; Garai, B.; Addicoat, M. A.; Petkov, P. S.; Heine, T.; Banerjee, R. Chem. Sci. 2015, 6, 1420-1425 10.1039/C4SC03224A
29. Ramaswamy, P.; Wong, N. E.; Shimizu, G. K. H. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5913-5932 10.1039/C4CS00093E
30. Ye, Y. X.; Zhang, L. Q.; Peng, Q. F.; Wang, G. E.; Shen, Y. C.; Li, Z. Y.; Wang, L. H.; Ma, X. L.; Chen, Q. H.; Zhang, Z. J.; Xiang, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 913-918 10.1021/ja511389q
31. Aiyappa, H. B.; Saha, S.; Wadge, P.; Banerjee, R.; Kurungot, S. Chem. Sci. 2015, 6, 603-607 10.1039/C4SC02294G
32. Liu, J.; Chen, L.; Cui, H.; Zhang, J.; Zhang, L.; Su, C. Y. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6011-6061 10.1039/C4CS00094C
33. Lin, Z. J.; Lü, J.; Hong, M.; Cao, R. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5867-5895 10.1039/C3CS60483G
34. Zhang, Z.; Yao, Z. Z.; Xiang, S.; Chen, B. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2868-2899 10.1039/C4EE00143E
35. Gao, W. Y.; Cai, R.; Meng, L.; Wojtas, L.; Zhou, W.; Yildirim, T.; Shi, X.; Ma, S. Chem. Commun. 2013, 49, 10516-10518 10.1039/c3cc45986a
36. Ma, S.; Zhou, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11734-11735 10.1021/ja063538z
37. Nelson, A. P.; Farha, O. K. K.; Mulfort, L.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 458-460 10.1021/ja808853q
38. Ma, L.; Jin, A.; Xie, Z.; Lin, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9905-9908 10.1002/anie.200904983
39. Angew. Chem. 2009, 121, 10089-10092.10.1002/ange.200904983
40. Park, H. J.; Lim, D. W.; Yang, W. S.; Oh, T. R.; Suh, M. P. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 7251-7260 10.1002/chem.201003376
41. Tan, Y. X.; He, Y. P.; Zhang, J. Inorg. Chem. 2012, 51, 9649-9654 10.1021/ic300778m
42. Lin, Z. J.; Liu, T. F.; Huang, Y. B.; Lü, J.; Cao, R. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 7896-7902 10.1002/chem.201200137
43. Jenkins, H. D. B.; Roobottom, H. K.; Passmore, J.; Glasser, L. Inorg. Chem. 1999, 38, 3609-3620 10.1021/ic9812961
44. Naik, A. D.; Marchand-Brynaer, J.; Garcia, Y. Synthesis 2008, 2008 (1) 149-154 10.1055/s-2007-983896
45. Chen, D. M.; Shi, W.; Cheng, P. Chem. Commun. 2015, 51, 370-372 10.1039/C4CC07357F
46. Wang, L. H.; Ye, Y. X.; Zhang, L. Q.; Chen, Q. H.; Ma, X. L.; Zhang, Z. J.; Xiang, S. C. Inorg. Chem. Commun. 2015, 60, 19-22 10.1016/j.inoche.2015.07.015
47. O'koye, I. P.; Benham, M.; Thomas, K. M. Langmuir 1997, 13, 4054-4059 10.1021/la961040c
48. Xiang, S. C.; Zhang, Z. J.; Zhao, C. G.; Hong, K.; Zhao, X.; Ding, D. R.; Xie, M. H.; Wu, C. D.; Das, M. C.; Gill, R.; Thomas, K. M.; Chen, B. L.; Nat Nat. Commun. 2011, 2, 204-210 10.1038/ncomms1206
49. Zhang, Z. J.; Xiang, S. C.; Hong, K. L.; Das, M. C.; Arman, H. D.; Garcia, M.; Mondal, J. U.; Thomas, K. M.; Chen, B. L. Inorg. Chem. 2012, 51, 4947-4953 10.1021/ic2021275
50. Shen, Y. C.; Li, Z. Y.; Wang, L. H.; Ye, Y. X.; Liu, Q.; Ma, X. L.; Chen, Q. H.; Zhang, Z. J.; Xiang, S. C. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 593-599 10.1039/C4TA04770B
51. Chen, Y.; Li, Z. Y.; Liu, Q.; Shen, Y. C.; Wu, X. Z.; Xu, D. D.; Ma, X. L.; Wang, L. H.; Chen, Q. H.; Zhang, Z. J.; Xiang, S. C. Cryst. Growth Des. 2015, 15, 3847-3852 10.1021/acs.cgd.5b00473
52. Chang, H.; Wu, Z. X. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 4466-4473 10.1021/ie8008814
53. Liu, J.; Tian, J.; Thallapally, P. K.; McGrail, B. P. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 9575-9581 10.1021/jp300961j
54. Sheldrick, G. M. Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 2008, 64, 112-122 10.1107/S0108767307043930
55. Dolomanov, A. V.; Bourhis, L. J.; Gildea, R. J.; Howard, J. A. K.; Puschmann, H. J. Appl. Crystallogr. 2009, 42, 339-341 10.1107/S0021889808042726
56. Sarkisov, L.; Harrison, A. Mol. Simul. 2011, 37, 1248-1257 10.1080/08927022.2011.592832
57. Spek, A. L. J. Appl. Crystallogr. 2003, 36, 7-13 10.1107/S0021889802022112
58. Blatov, V. A.; Shevchenko, A. P.; Proserpio, D. M. Cryst. Growth Des. 2014, 14, 3576-3586 10.1021/cg500498k
59. Zhan, C. H.; Wang, F.; Kang, Y.; Zhang, J. Inorg. Chem. 2012, 51, 523-530 10.1021/ic201986m
60. Qin, Y. Y.; Ding, Q. R.; Yang, E.; Kang, Y.; Zhang, L.; Yao, Y. G. Inorg. Chem. Commun. 2015, 56, 83-86 10.1016/j.inoche.2015.03.054
61. Ammer, J.; Nolte, C.; Karaghiosoff, K.; Thallmair, S.; Mayer, P.; de Vivie-Riedle, R.; Mayr, H. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 14612-14630 10.1002/chem.201204561
62. Huang, W.; Wang, L.; Tanaka, H.; Ogawa, T. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 2009, 1321-1330 10.1002/ejic.200801131
63. Du, X.; Fan, R.; Wang, X.; Qiang, L.; Wang, P.; Gao, S.; Zhang, H.; Yang, Y.; Wang, Y. Cryst. Growth Des. 2015, 15, 2402-2412 10.1021/acs.cgd.5b00198
64. Park, K. M.; Lee, J.; Kang, Y. Acta Cryst. E 2015, 71, 354-356 10.1107/S2056989015004375
65. Jiang, Z. Q.; Jiang, G. Y.; Wang, F.; Zhao, Z.; Zhang, J. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 10525-10529 10.1002/chem.201200385
66. Jia, J. T.; Sun, F. X.; Fang, Q. R.; Liang, X. Q.; Cai, K.; Bian, Z.; Zhao, H. J.; Gao, L. X.; Zhu, G. S. Chem. Commun. 2011, 47, 9167-9169 10.1039/c1cc12891d
67. Seo, J.; Chun, H. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 2009, 4946-4949 10.1002/ejic.200900733
68. Qin, J. S.; Du, D. Y.; Li, W. L.; Zhang, J. P.; Li, S. L.; Su, Z. M.; Wang, X. L.; Xu, Q.; Shao, K. Z.; Lan, Y. Q. Chem. Sci. 2012, 3, 2114-2118 10.1039/c2sc00017b
69. Li, S. L.; Lan, Y. Q.; Sakurai, H.; Xu, Q. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 16302-16309 10.1002/chem.201203093
70. Zhu, Y.; Murali, S.; Stoller, M. D.; Ganesh, K. J.; Cai, W.; Ferreira, P. J.; Pirkle, A.; Wallace, R. M.; Cychosz, K. A.; Thommes, M.; Su, D.; Stach, E. A.; R. Ruoff, S. Science 2011, 332, 1537-1541 10.1126/science.1200770
71. Chickos, J. S.; Acree, W. E. J. Phys. Chem. Ref. Data 2003, 32, 519-878 10.1063/1.1529214
72. Liao, P. Q.; Chen, H.; Zhou, D. D.; Liu, S. Y.; He, C. T.; Rui, Z.; Ji, H.; Zhang, J. P.; Chen, X. M. Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1011-1016 10.1039/C4EE02717E
73. Millward, A. R.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17998-17999 10.1021/ja0570032
74. Xiang, S. C.; He, Y. B.; Zhang, Z. J.; Wu, H.; Zhou, W.; Krishna, R.; Chen, B. L. Nat. Commun. 2012, 3, 954-962 10.1038/ncomms1956
75. Nugent, P.; Belmabkhout, Y.; Burd, S. D.; Cairns, A. J.; Luebke, R.; Forrest, K.; Pham, T.; Ma, S.; Space, B.; Wojtas, L.; Eddaoudi, M.; Zaworotko, M. J. Nature 2013, 495, 80-84 10.1038/nature11893
76. Nugent, P. S.; Rhodus, V. L.; Pham, T.; Forrest, K.; Wojtas, L.; Space, B.; Zaworotko, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10950-10953 10.1021/ja4054948
77. An, J.; Geib, S. J.; Rosi, N. L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 38-39 10.1021/ja909169x
78. McDonald, T. M.; Lee, W. R.; Mason, J. A.; Wiers, B. M.; Hong, C. S.; Long, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7056-7065 10.1021/ja300034j
79. McDonald, T. M.; D'Alessandro, D. M.; Krishna, R.; Long, J. R. Chem. Sci. 2011, 2, 2022-2028 10.1039/c1sc00354b
80. Caskey, S. R.; Wong-Foy, A. G.; Matzger, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10870-10871 10.1021/ja8036096
81. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 74 th ed.; Chemical Rubber Publishing Company: Boca Raton, Florida, 1993.
82. Nguyen, P. T. K.; Nguyen, H. T. D.; Pham, H. Q.; Kim, J.; Cordova, K. E.; Furukawa, H. Inorg. Chem. 2015, 54, 10065-10072 10.1021/acs.inorgchem.5b01900
83. Fracaroli, A. M.; Furukawa, H.; Suzuki, M.; Dodd, M.; Okajima, S.; Gandara, F.; Reimer, J. A.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8863-8866 10.1021/ja503296c
84. Montoro, C.; García, E.; Calero, S.; Pérez-Fernández, M. A.; López, A. L.; Barea, E.; Navarro, J. A. R. J. Mater. Chem. 2012, 22, 10155-10158 10.1039/c2jm16770k
85. Zhang, J. P.; Chen, X. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5516-5521 10.1021/ja8089872
86. Vaidhyanathan, R.; Iremonger, S. S.; Shimizu, G. K. H.; Boyd, P. G.; Alavi, S.; Woo, T. K. Science 2010, 330, 650-653 10.1126/science.1194237
87. Liao, P. Q.; Zhou, D. D.; Zhu, A. X.; Jiang, L.; Lin, R. B.; Zhang, J. P.; Chen, X. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17380-17383 10.1021/ja3073512
88. Plonka, A. M.; Banerjee, D.; Woerner, W. R.; Zhang, Z.; Nijem, N.; Chabal, Y. J.; Li, J.; Parise, J. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1692-1695 10.1002/anie.201207808
89. Angew. Chem. 2013, 125, 1736-1739.10.1002/ange.201207808
90. Lin, J. B.; Xue, W.; Zhang, J. P.; Chen, X. M. Chem. Commun. 2011, 47, 926-928 10.1039/C0CC04089D
91. Du, M.; Li, C. P.; Chen, M.; Ge, Z. W.; Wang, X.; Wang, L.; Liu, C. S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10906-10909 10.1021/ja506357n
92. Hu, X. L.; Gong, Q. H.; Zhong, R. L.; Wang, X. L.; Qin, C.; Wang, H.; Li, J.; Shao, K. Z.; Su, Z. M. Chem.-Eur. J. 2015, 21, 7238-7244 10.1002/chem.201406495
93. Yazaydin, A. O.; Benin, A. I.; Faheem, S. A.; Jakubczak, P.; Low, J. J.; Willis, R. R.; Snurr, R. Q. Chem. Mater. 2009, 21, 1425-1430 10.1021/cm900049x
94. Poloni, R.; Smit, B.; Neaton, J. B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6714-6719 10.1021/ja2118943
95. 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 10.1021/ja408972f
96. Wriedt, M.; Sculley, J. P.; Yakovenko, A. A.; Ma, Y.; Halder, G. J.; Balbuena, P. B.; Zhou, H. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9804-9808 10.1002/anie.201202992
97. Angew. Chem. 2012, 124, 9942-9946.10.1002/ange.201202992
98. Chen, L. J.; Mowat, J. P. S.; Fairen-Jimenez, D.; Morrison, C. A.; Thompson, S. P.; Wright, P. A.; Düren, T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15763-15773 10.1021/ja403453g
99. 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.; Jolimaiître, E.; Vimont, A.; Daturi, M.; Férey, G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17490-17499 10.1021/ja907556q