Combination of Optimization and Metalated-Ligand Exchange: An Effective Approach to Functionalize UiO-66(Zr) MOFs for CO2 Separation

Chemistry - A European Journal

Volumn 21, Issue 48, 2015, Pages 17246-17255

  Hu, Zhigang ^a   Faucher, Samuel ^a   Zhuo, Yingying ^a   Sun, Yao ^a   Wang, Songnan ^a   Zhao, Dan ^a  

^a NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

adsorbents; mesoporous materials; metal organic frameworks; metalated ligand exchange; UiO 66

Indexed keywords

ADSORBENTS; CRYSTALLINE MATERIALS; JAVA PROGRAMMING LANGUAGE; LIGANDS; MESOPOROUS MATERIALS; METALS; ORGANOMETALLICS; SEPARATION;

ALTERNATIVE DESIGNS; COMBINATION OF OPTIMIZATIONS; EFFECTIVE APPROACHES; HIGH CRYSTALLINITY; LIGAND EXCHANGES; METAL ORGANIC FRAMEWORK; SYSTEMATIC OPTIMIZATION; UIO-66;

CARBON DIOXIDE;

EID: 84955191379     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201503078     Document Type: Article

References (80)

1. H. Furukawa, K. E. Cordova, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2013, 341, 1230444.
2. O. M. Yaghi, M. O'Keeffe, N. W. Ockwig, H. K. Chae, M. Eddaoudi, J. Kim, Nature 2003, 423, 705-714;
3. S. Kitagawa, R. Kitaura, S. Noro, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2334-2375;
4. Angew. Chem. 2004, 116, 2388-2430;
5. G. Férey, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 191-214;
6. H. C. Zhou, J. R. Long, O. M. Yaghi, Chem. Rev. 2012, 112, 673-674;
7. H.-C. Zhou, S. Kitagawa, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5415-5418.
8. S. Keskin, T. M. van Heest, D. S. Sholl, ChemSusChem 2010, 3, 879-891;
9. Y. S. Bae, R. Q. Snurr, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11586-11596;
10. Angew. Chem. 2011, 123, 11790-11801;
11. G. Férey, C. Serre, T. Devic, G. Maurin, H. Jobic, P. L. Llewellyn, G. De Weireld, A. Vimont, M. Daturi, J. S. Chang, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 550-562;
12. J. R. Li, Y. G. Ma, M. C. McCarthy, J. Sculley, J. M. Yu, H. K. Jeong, P. B. Balbuena, H. C. Zhou, Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 1791-1823;
13. J. Liu, P. K. Thallapally, B. P. McGrail, D. R. Brown, J. Liu, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2308-2322.
14. S. S. Myers, A. Zanobetti, I. Kloog, P. Huybers, A. D. Leakey, A. J. Bloom, E. Carlisle, L. H. Dietterich, G. Fitzgerald, T. Hasegawa, Nature 2014, 510, 139-142.
15. R. Monastersky, Nature 2013, 497, 13-14;
16. J. P. Gattuso, A. Magnan, R. Billé, W. W. L. Cheung, E. L. Howes, F. Joos, D. Allemand, L. Bopp, S. R. Cooley, C. M. Eakin, O. Hoegh-Guldberg, R. P. Kelly, H. O. Pörtner, A. D. Rogers, J. M. Baxter, D. Laffoley, D. Osborn, A. Rankovic, J. Rochette, U. R. Sumaila, S. Treyer, C. Turley, Science 2015, 10.1126/science.aac4722.
17. N. L. Rosi, J. Kim, M. Eddaoudi, B. L. Chen, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1504-1518;
18. Z. R. Herm, J. A. Swisher, B. Smit, R. Krishna, J. R. Long, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5664-5667;
19. J. A. Mason, T. M. McDonald, T.-H. Bae, J. E. Bachman, K. Sumida, J. J. Dutton, S. S. Kaye, J. R. Long, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4787-4803.
20. P. S. Nugent, V. L. Rhodus, T. Pham, K. Forrest, L. Wojtas, B. Space, M. J. Zaworotko, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10950-10953;
21. P. Nugent, Y. Belmabkhout, S. D. Burd, A. J. Cairns, R. Luebke, K. Forrest, T. Pham, S. Q. Ma, B. Space, L. Wojtas, M. Eddaoudi, M. J. Zaworotko, Nature 2013, 495, 80-84;
22. O. Shekhah, Y. Belmabkhout, Z. Chen, V. Guillerm, A. Cairns, K. Adil, M. Eddaoudi, Nat. Commun. 2014, 5, 4228.
23. Gerhard D. Pirngruber, P. L. Llewellyn, Metal-Organic Frameworks: Applications from Catalysis to Gas Storage, Wiley-VCH, Weinheim, 2011;
24. G. Férey, C. Mellot-Draznieks, C. Serre, F. Millange, J. Dutour, S. Surblé, I. Margiolaki, Science 2005, 309, 2040-2042;
25. P. L. Llewellyn, S. Bourrelly, C. Serre, A. Vimont, M. Daturi, L. Hamon, G. De Weireld, J. S. Chang, D. Y. Hong, Y. K. Hwang, S. H. Jhung, G. Férey, Langmuir 2008, 24, 7245-7250;
26. J. H. Cavka, S. Jakobsen, U. Olsbye, N. Guillou, C. Lamberti, S. Bordiga, K. P. Lillerud, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850-13851;
27. 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;
28. A. D. Wiersum, E. Soubeyrand-Lenoir, Q. Y. Yang, B. Moulin, V. Guillerm, M. Ben Yahia, S. Bourrelly, A. Vimont, S. Miller, C. Vagner, M. Daturi, G. Clet, C. Serre, G. Maurin, P. L. Llewellyn, Chem. Asian J. 2011, 6, 3270-3280.
29. H. Jasuja, J. Zang, D. S. Sholl, K. S. Walton, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23526-23532;
30. G. E. Cmarik, M. Kim, S. M. Cohen, K. S. Walton, Langmuir 2012, 28, 15606-15613;
31. Y. T. Huang, W. P. Qin, Z. Li, Y. W. Li, Dalton Trans. 2012, 41, 9283-9285;
32. S. Biswas, J. Zhang, Z. B. Li, Y. Y. Liu, M. Grzywa, L. X. Sun, D. Volkmer, P. Van der Voort, Dalton Trans. 2013, 42, 4730-4737;
33. H. Wu, Y. S. Chua, V. Krungleviciute, M. Tyagi, P. Chen, T. Yildirim, W. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10525-10532;
34. D. H. Hong, M. P. Suh, Chem. Eur. J. 2014, 20, 426-434;
35. W. Morris, C. J. Doonan, O. M. Yaghi, Inorg. Chem. 2011, 50, 6853-6855.
36. Q. Yang, S. Vaesen, F. Ragon, A. D. Wiersum, D. Wu, A. Lago, T. Devic, C. Martineau, F. Taulelle, P. L. Llewellyn, H. Jobic, C. Zhong, C. Serre, G. De Weireld, G. Maurin, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10316-10320;
37. Angew. Chem. 2013, 125, 10506-10510.
38. X. R. Wang, H. Q. Li, X. J. Hou, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 19814-19821;
39. Y. C. Lin, Q. J. Yan, C. L. Kong, L. Chen, Sci. Rep. 2013, 3, 1859;
40. Q. J. Yan, Y. C. Lin, C. L. Kong, L. Chen, Chem. Commun. 2013, 49, 6873-6875;
41. Y. L. Hu, W. M. Verdegaal, S. H. Yu, H. L. Jiang, ChemSusChem 2014, 7, 734-737;
42. A. Khutia, C. Janiak, Dalton Trans. 2014, 43, 1338-1347.
43. C. H. Lau, R. Babarao, M. R. Hill, Chem. Commun. 2013, 49, 3634-3636;
44. C. K. Brozek, M. Dinca, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5456-5467;
45. D. Denysenko, J. Jelic, K. Reuter, D. Volkmer, Chem. Eur. J. 2015, 21, 8188-8199.
46. M. Kim, J. F. Cahill, Y. Su, K. A. Prather, S. M. Cohen, Chem. Sci. 2012, 3, 126-130;
47. M. Kim, J. F. Cahill, H. Fei, K. A. Prather, S. M. Cohen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18082-18088;
48. P. Deria, J. E. Mondloch, O. Karagiaridi, W. Bury, J. T. Hupp, O. K. Farha, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5896-5912;
49. O. Karagiaridi, W. Bury, J. E. Mondloch, J. T. Hupp, O. K. Farha, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4530-4540;
50. Angew. Chem. 2014, 126, 4618-4628.
51. R. Babarao, J. W. Jiang, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 1088-1093;
52. E. Quartapelle Procopio, F. Linares, C. Montoro, V. Colombo, A. Maspero, E. Barea, J. A. R. Navarro, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 122, 7466-7469;
53. Angew. Chem. 2010, 122, 7466-7469;
54. T. H. Bae, M. R. Hudson, J. A. Mason, W. L. Queen, J. J. Dutton, K. Sumida, K. J. Micklash, S. S. Kaye, C. M. Brown, J. R. Long, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 128-138;
55. J. Juan-Alcañiz, R. Gielisse, A. B. Lago, E. V. Ramos-Fernandez, P. Serra-Crespo, T. Devic, N. Guillou, C. Serre, F. Kapteijn, J. Gascon, Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 2311-2318;
56. Z. Hu, K. Zhang, M. Zhang, Z. Guo, J. Jiang, D. Zhao, ChemSusChem 2014, 7, 2791-2795;
57. H. Fei, J. Shin, Y. S. Meng, M. Adelhardt, J. Sutter, K. Meyer, S. M. Cohen, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4965-4973;
58. H. Fei, S. M. Cohen, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2191-2194;
59. Z. Hu, M. Khurana, Y. H. Seah, M. Zhang, Z. Guo, D. Zhao, Chem. Eng. Sci. 2015, 124, 61-69.
60. A. Schaate, P. Roy, A. Godt, J. Lippke, F. Waltz, M. Wiebcke, P. Behrens, Chem. Eur. J. 2011, 17, 6643-6651;
61. J. Ren, H. W. Langmi, B. C. North, M. Mathe, D. Bessarabov, Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 890-895.
62. Q. Zhao, W. Yuan, J. Liang, J. Li, Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 13104-13109;
63. M. J. Katz, Z. J. Brown, Y. J. Colõn, P. W. Siu, K. A. Scheidt, R. Q. Snurr, J. T. Hupp, O. K. Farha, Chem. Commun. 2013, 49, 9449-9451;
64. F. Vermoortele, B. Bueken, G. Le Bars, B. Van de Voorde, M. Vandichel, K. Houthoofd, A. Vimont, M. Daturi, M. Waroquier, V. Van Speybroeck, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11465-11468;
65. F. Ragon, P. Horcajada, H. Chevreau, Y. K. Hwang, U.-H. Lee, S. R. Miller, T. Devic, J.-S. Chang, C. Serre, Inorg. Chem. 2014, 53, 2491-2500.
66. K. S. W. Sing, D. H. Everett, R. A. W. Haul, L. Moscou, R. A. Pierotti, J. Rouquérol, T. Siemieniewska, Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603-619.
67. M. J. Cliffe, W. Wan, X. Zou, P. A. Chater, A. K. Kleppe, M. G. Tucker, H. Wilhelm, N. P. Funnell, F.-X. Coudert, A. L. Goodwin, Nat. Commun. 2014, 5, 4176;
68. D. A. Keen, A. L. Goodwin, Nature 2015, 521, 303-309.
69. L. Valenzano, B. Civalleri, S. Chavan, S. Bordiga, M. H. Nilsen, S. Jakobsen, K. P. Lillerud, C. Lamberti, Chem. Mater. 2011, 23, 1700-1718.
70. C. A. Trickett, K. J. Gagnon, S. Lee, F. Gándara, H.-B. Bürgi, O. M. Yaghi, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 11162-11167;
71. Angew. Chem. 2015, 127, 11314-11319.
72. W. G. Lu, W. M. Verdegaal, J. M. Yu, P. B. Balbuena, H. K. Jeong, H. C. Zhou, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3559-3564.
73. M. L. Foo, S. Horike, T. Fukushima, Y. Hijikata, Y. Kubota, M. Takata, S. Kitagawa, Dalton Trans. 2012, 41, 13791-13794.
74. J. R. Li, R. J. Kuppler, H. C. Zhou, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1477-1504.
75. K. Sumida, D. L. Rogow, J. A. Mason, T. M. McDonald, E. D. Bloch, Z. R. Herm, T. H. Bae, J. R. Long, Chem. Rev. 2012, 112, 724-781.
76. Z. Hu, Y. Peng, Z. Kang, Y. Qian, D. Zhao, Inorg. Chem. 2015, 54, 4862-4868.
77. J. L. C. Rowsell, O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1304-1315.
78. A. L. Myers, J. M. Prausnitz, AIChE J. 1965, 11, 121-127.
79. J. A. Mason, K. Sumida, Z. R. Herm, R. Krishna, J. R. Long, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3030-3040.
80. S. Choi, J. H. Drese, C. W. Jones, ChemSusChem 2009, 2, 796-854.