Structural Transitions of the Metal-Oxide Nodes within Metal-Organic Frameworks: On the Local Structures of NU-1000 and UiO-66

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 12, 2016, Pages 4178-4185

  Platero Prats, Ana E ^a   Mavrandonakis, Andreas ^b   Gallington, Leighanne C ^a   Liu, Yangyang ^c   Hupp, Joseph T ^c   Farha, Omar K ^c,d   Cramer, Christopher J ^b   Chapman, Karena W ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b University of Minnesota   (United States)

^c NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^d KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CRYSTALLINE MATERIALS; DISTRIBUTION FUNCTIONS; JAVA PROGRAMMING LANGUAGE; METALS; ORGANOMETALLICS; ZIRCONIUM ALLOYS;

LOCAL STRUCTURE; LOWER TEMPERATURES; METAL ORGANIC FRAMEWORK; METAL OXIDES; METALORGANIC FRAMEWORKS (MOFS); PAIR DISTRIBUTION FUNCTION ANALYSIS; POLYMORPHIC FORMS; STRUCTURAL TRANSITIONS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

CARBOXYLIC ACID; DICARBOXYLIC ACID; METAL ORGANIC FRAMEWORK; METAL OXIDE; ZIRCONIUM OXIDE;

AB INITIO CALCULATION; ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENERGY TRANSFER; ENTROPY; GEOMETRY; HEAT TRANSFER; HEATING; HIGH TEMPERATURE; SPATIAL ORIENTATION; STRUCTURAL TRANSITION; TRANSITION TEMPERATURE; X RAY DIFFRACTION;

EID: 84964330505     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.6b00069     Document Type: Article

References (50)

1. Cavka, J. H.; Jakobsen, S.; Olsbye, U.; Guillou, N.; Lamberti, C.; Bordiga, S.; Lillerud, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13850 10.1021/ja8057953
2. Morris, W.; Volosskiy, B.; Demir, S.; Gándara, F.; McGrier, P. L.; Furukawa, H.; Cascio, D.; Stoddart, J. F.; Yaghi, O. M. Inorg. Chem. 2012, 51, 6443 10.1021/ic300825s
3. Feng, D.; Gu, Z.-Y.; Li, J.-R.; Jiang, H.-L.; Wei, Z.; Zhou, H.-C. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 10307 10.1002/anie.201204475
4. Guillerm, V.; Ragon, F.; Dan-Hardi, M.; Devic, T.; Vishnuvarthan, M.; Campo, B.; Vimont, A.; Clet, G.; Yang, Q.; Maurin, G.; Férey, G.; Vittadini, A.; Gross, S.; Serre, C. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9267 10.1002/anie.201204806
5. Mondloch, J. E.; Bury, W.; Fairen-Jimenez, D.; Kwon, S.; DeMarco, E. J.; Weston, M. H.; Sarjeant, A. A.; Nguyen, S. T.; Stair, P. C.; Snurr, R. Q.; Farha, O. K.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10294 10.1021/ja4050828
6. Kim, M.; Cohen, S. M. CrystEngComm 2012, 14, 4096 10.1039/C2CE06491J
7. Kim, M.; Cahill, J. F.; Fei, H.; Prather, K. A.; Cohen, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18082 10.1021/ja3079219
8. Wu, H.; Yildirim, T.; Zhou, W. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 925 10.1021/jz4002345
9. Kandiah, M.; Nilsen, M. H.; Usseglio, S.; Jakobsen, S.; Olsbye, U.; Tilset, M.; Larabi, C.; Quadrelli, E. A.; Bonino, F.; Lillerud, K. P. Chem. Mater. 2010, 22, 6632 10.1021/cm102601v
10. Platero-Prats, A. E.; Gómez, A. B.; Chapman, K. W.; Martín-Matute, B.; Zou, X. CrystEngComm 2015, 17, 7632 10.1039/C5CE01732G
11. Pullen, S.; Fei, H.; Orthaber, A.; Cohen, S. M.; Ott, S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16997 10.1021/ja407176p
12. Platero-Prats, A. E.; Bermejo Gómez, A.; Samain, L.; Zou, X.; Martín-Matute, B. Chem.-Eur. J. 2015, 21, 861 10.1002/chem.201403909
13. Klet, R. C.; Tussupbayev, S.; Borycz, J.; Gallagher, J. R.; Stalzer, M. M.; Miller, J. T.; Gagliardi, L.; Hupp, J. T.; Marks, T. J.; Cramer, C. J.; Delferro, M.; Farha, O. K. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15680 10.1021/jacs.5b11350
14. Peterson, G. W.; Moon, S.-Y.; Wagner, G. W.; Hall, M. G.; DeCoste, J. B.; Hupp, J. T.; Farha, O. K. Inorg. Chem. 2015, 54, 9684 10.1021/acs.inorgchem.5b01867
15. Moon, S.-Y.; Wagner, G. W.; Mondloch, J. E.; Peterson, G. W.; DeCoste, J. B.; Hupp, J. T.; Farha, O. K. Inorg. Chem. 2015, 54, 10829 10.1021/acs.inorgchem.5b01813
16. Katz, M. J.; Mondloch, J. E.; Totten, R. K.; Park, J. K.; Nguyen, S. T.; Farha, O. K.; Hupp, J. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 497 10.1002/anie.201307520
17. Yang, D.; Odoh, S. O.; Wang, T. C.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Cramer, C. J.; Gagliardi, L.; Gates, B. C. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7391 10.1021/jacs.5b02956
18. Mondloch, J. E.; Katz, M. J.; Isley Iii, W. C.; Ghosh, P.; Liao, P.; Bury, W.; Wagner, G. W.; Hall, M. G.; DeCoste, J. B.; Peterson, G. W.; Snurr, R. Q.; Cramer, C. J.; Hupp, J. T.; Farha, O. K. Nat. Mater. 2015, 14, 512 10.1038/nmat4238
19. Nguyen, H. G. T.; Mao, L.; Peters, A. W.; Audu, C. O.; Brown, Z. J.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 4444 10.1039/C5CY00825E
20. Nguyen, H. G. T.; Schweitzer, N. M.; Chang, C.-Y.; Drake, T. L.; So, M. C.; Stair, P. C.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Nguyen, S. T. ACS Catal. 2014, 4, 2496 10.1021/cs5001448
21. Marshall, R. J.; Griffin, S. L.; Wilson, C.; Forgan, R. S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9527 10.1021/jacs.5b05434
22. Kim, I. S.; Borycz, J.; Platero-Prats, A. E.; Tussupbayev, S.; Wang, T. C.; Farha, O. K.; Hupp, J. T.; Gagliardi, L.; Chapman, K. W.; Cramer, C. J.; Martinson, A. B. F. Chem. Mater. 2015, 27, 4772 10.1021/acs.chemmater.5b01560
23. Valenzano, L.; Civalleri, B.; Chavan, S.; Bordiga, S.; Nilsen, M. H.; Jakobsen, S.; Lillerud, K. P.; Lamberti, C. Chem. Mater. 2011, 23, 1700 10.1021/cm1022882
24. Kickelbick, G.; Wiede, P.; Schubert, U. Inorg. Chim. Acta 1999, 284, 1 10.1016/S0020-1693(98)00251-5
25. Planas, N.; Mondloch, J. E.; Tussupbayev, S.; Borycz, J.; Gagliardi, L.; Hupp, J. T.; Farha, O. K.; Cramer, C. J. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3716 10.1021/jz501899j
26. Beyzavi, M. H.; Klet, R. C.; Tussupbayev, S.; Borycz, J.; Vermeulen, N. A.; Cramer, C. J.; Stoddart, J. F.; Hupp, J. T.; Farha, O. K. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15861 10.1021/ja508626n
27. Jakobsen, S.; Gianolio, D.; Wragg, D. S.; Nilsen, M. H.; Emerich, H.; Bordiga, S.; Lamberti, C.; Olsbye, U.; Tilset, M.; Lillerud, K. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012, 86, 125429 10.1103/PhysRevB.86.125429
28. Katz, M. J.; Brown, Z. J.; Colon, Y. J.; Siu, P. W.; Scheidt, K. A.; Snurr, R. Q.; Hupp, J. T.; Farha, O. K. Chem. Commun. 2013, 49, 9449 10.1039/c3cc46105j
29. Chupas, P. J.; Chapman, K. W.; Kurtz, C.; Hanson, J. C.; Lee, P. L.; Grey, C. P. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 822 10.1107/S0021889808020165
30. Jennings, G. QXRD, version 0.8.4; Argonne National Laboratory: Lemont, IL, 2011.
31. Hammersley, A. P.; Svensson, S. O.; Hanfland, M.; Fitch, A. N.; Hausermann, D. High Pressure Res. 1996, 14, 235 10.1080/08957959608201408
32. Qiu, X.; Thompson, J. W.; Billinge, S. J. L. J. Appl. Crystallogr. 2004, 37, 678 10.1107/S0021889804011744
33. Farrow, C. L.; Juhas, P.; Liu, J. W.; Bryndin, D.; Bozin, E. S.; Bloch, J.; Proffen, T.; Billinge, S. J. L. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 7 10.1088/0953-8984/19/33/335219
34. Wojdyr, M. J. Appl. Crystallogr. 2010, 43, 1126 10.1107/S0021889810030499
35. Le Bail, A.; Duroy, H.; Fourquet, J. L. Mater. Res. Bull. 1988, 23, 447 10.1016/0025-5408(88)90019-0
36. Le Bail, A. Powder Diffr. 2005, 20, 316 10.1154/1.2135315
37. Larson, A. C.; Von Dreele, R. B. GSAS-General Structure Analysis System, Report LA-UR-86-748; Los Alamos Laboratory, 1987.
38. Toby, B. H. J. Appl. Crystallogr. 2001, 34, 210 10.1107/S0021889801002242
39. Vogel, S. J. Appl. Crystallogr. 2011, 44, 873 10.1107/S0021889811023181
40. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865 10.1103/PhysRevLett.77.3865
41. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101 10.1063/1.2370993
42. Chevalier, J.; Gremillard, L.; Virkar, A. V.; Clarke, D. R. J. Am. Ceram. Soc. 2009, 92, 1901 10.1111/j.1551-2916.2009.03278.x
43. Duraccio, D.; Mussano, F.; Faga, M. J. Mater. Sci. 2015, 50, 4779 10.1007/s10853-015-9056-3
44. Perry, C. H.; Lu, F.; Liu, D. W.; Alzyab, B. J. Raman Spectrosc. 1990, 21, 577 10.1002/jrs.1250210909
45. Guan, S.-H.; Zhang, X.-J.; Liu, Z.-P. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8010 10.1021/jacs.5b04528
46. Lysaght, P. S.; Woicik, J. C.; Alper Sahiner, M.; Lee, B.-H.; Jammy, R. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 122910 10.1063/1.2789180
47. Luo, X.; Zhou, W.; Ushakov, S. V.; Navrotsky, A.; Demkov, A. A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 80, 134119 10.1103/PhysRevB.80.134119
48. Srinivasan, R.; Rice, L.; Davis, B. H. J. Am. Ceram. Soc. 1990, 73, 3528 10.1111/j.1151-2916.1990.tb06492.x
49. Abdala, P. M.; Craievich, A. F.; Lamas, D. G. RSC Adv. 2012, 2, 5205 10.1039/c2ra20512b
50. Walther, P.; Puchberger, M.; Kogler, F. R.; Schwarz, K.; Schubert, U. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 3640 10.1039/b820731c