Cationic Covalent Organic Frameworks: A Simple Platform of Anionic Exchange for Porosity Tuning and Proton Conduction

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 18, 2016, Pages 5897-5903

  Ma, Heping ^a   Liu, Bailing ^b   Li, Bin ^a   Zhang, Liming ^a   Li, Yang Guang ^b   Tan, Hua Qiao ^b   Zang, Hong Ying ^b   Zhu, Guangshan ^b  

^a CHANGCHUN INSTITUTE OF OPTICS   (China)

^b NORTHEAST NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL STABILITY; PORE SIZE; POROSITY; PROTON CONDUCTIVITY;

CATIONIC FRAMEWORK; COVALENT ORGANIC FRAMEWORKS; ION EXCHANGE PROCESS; ORGANIC MATERIALS; POROSITY AND PORE SIZE; PROTON CONDUCTING MATERIALS; PROTON CONDUCTION MECHANISMS; SCHIFF BASE REACTION;

ION EXCHANGE;

3,8 DIAMINO 5 ETHYL 6 PHENYLPHENANTHRIDINIUM BROMIDE; ANION; CATION; COORDINATION COMPOUND; COVALENT ORGANIC FRAMEWORK; CRYSTALLIN; ETHIDIUM BROMIDE; MONOMER; PHENANTHRIDINE DERIVATIVE; PROTON; SCHIFF BASE; UNCLASSIFIED DRUG;

ANION EXCHANGE; ARTICLE; CONTROLLED STUDY; COVALENT BOND; CRYSTAL STRUCTURE; ION EXCHANGE; MOLECULAR STABILITY; NANOANALYSIS; NANOFABRICATION; NANOPORE; PARTICLE SIZE; POROSITY; PROTON TRANSPORT; ROOM TEMPERATURE; SYNTHESIS;

EID: 84971280168     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b13490     Document Type: Article

References (54)

1. Waller, P. J.; Gándara, F.; Yaghi, O. M. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 3053 10.1021/acs.accounts.5b00369
2. Slater, A. G.; Cooper, A. I. Science 2015, 348, 6238 10.1126/science.aaa8075
3. Cote, A. P.; Benin, A. I.; Ockwig, N. W.; O Keeffe, M.; Matzger, A. J.; Yaghi, O. M. Science 2005, 310, 1166 10.1126/science.1120411
4. El-Kaderi, H. M.; Hunt, J. R.; Mendoza-Cortes, J. L.; Cote, A. P.; Taylor, R. E.; O Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2007, 316, 268 10.1126/science.1139915
5. Feng, X.; Ding, X. S.; Jiang, D. L. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6010 10.1039/c2cs35157a
6. Colson, J. W.; Dichtel, W. R. Nat. Chem. 2013, 5, 453-465 10.1038/nchem.1628
7. Doonan, C. J.; Tranchemontagne, D. J.; Glover, T. G.; Hunt, J. R.; Yaghi, O. M. Nat. Chem. 2010, 2, 235 10.1038/nchem.548
8. Furukawa, H.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8875 10.1021/ja9015765
9. Ding, S. Y.; Gao, J.; Wang, Q.; Zhang, Y.; Song, W. G.; Su, C. Y.; Wang, W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19816 10.1021/ja206846p
10. Lin, S.; Diercks, C. S.; Zhang, Y.-B.; Kornienko, N.; Nichols, E. M.; Zhao, Y.; Paris, A. R.; Kim, D.; Yang, P.; Yaghi, O. M.; Chang, C. J. Science 2015, 349, 1208 10.1126/science.aac8343
11. Stegbauer, L.; Schwinghammer, K.; Lotsch, B. V. Chem. Sci. 2014, 5, 2789 10.1039/C4SC00016A
12. Fang, Q.; Gu, S.; Zheng, J.; Zhuang, Z.; Qiu, S.; Yan, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 2878-2882 10.1002/anie.201310500
13. Colson, J. W.; Woll, A. R.; Mukherjee, A.; Levendorf, M. P.; Spitler, E. L.; Shields, V. B.; Spencer, M. G.; Park, J.; Dichtel, W. R. Science 2011, 332, 228 10.1126/science.1202747
14. Wan, S.; Guo, J.; Kim, J.; Ihee, H.; Jiang, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8826 10.1002/anie.200803826
15. Bertrand, G. H. V.; Michaelis, V. K.; Ong, T.-C.; Griffin, R. G.; Dinca, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 4923 10.1073/pnas.1221824110
16. Dogru, M.; Handloser, M.; Auras, F.; Kunz, T.; Medina, D.; Hartschuh, A.; Knochel, P.; Bein, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 2920 10.1002/anie.201208514
17. Calik, M.; Auras, F.; Salonen, L.; Bader, K.; Grill, I.; Handloser, M.; Medina, D.; Dogru, M.; Löbermann, F.; Trauner, D.; Hartschuh, A.; Bein, T. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17802 10.1021/ja509551m
18. DeBlase, C. R.; Silberstein, K. E.; Truong, T. T.; Abruna, H. D.; Dichtel, W. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16821 10.1021/ja409421d
19. DeBlase, C. R.; Hernandez-Burgos, K.; Silberstein, K. E.; Rodriguez-Calero, G. G.; Bisbey, R. P.; Abruna, H. D.; Dichtel, W. R. ACS Nano 2015, 9, 3178 10.1021/acsnano.5b00184
20. Dalapati, S.; Jin, S.; Gao, J.; Xu, Y.; Nagai, A.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17310 10.1021/ja4103293
21. Nagai, A.; Guo, Z.; Feng, X.; Jin, S.; Chen, X.; Ding, X.; Jiang, D. Nat. Commun. 2011, 2, 536 10.1038/ncomms1542
22. Tilford, R. W.; Mugavero, S. J.; Pellechia, P. J.; Lavigne, J. J. Adv. Mater. 2008, 20, 2741 10.1002/adma.200800030
23. Huang, N.; Krishna, R.; Jiang, D. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7079 10.1021/jacs.5b04300
24. Zeng, Y.; Zou, R.; Luo, Z.; Zhang, H.; Yao, X.; Ma, X.; Zou, R.; Zhao, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1020 10.1021/ja510926w
25. Zhu, Y.; Wan, S.; Jin, Y.; Zhang, W. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 13772 10.1021/jacs.5b09487
26. Spitler, E. L.; Colson, J.; Uribe-Romo, F.; Woll, A.; Giovino, M. R.; Saldivar, A.; Dichtel, W. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2623 10.1002/anie.201107070
27. Fischer, S.; Schmidt, J.; Strauch, P.; Thomas, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 12174 10.1002/anie.201303045
28. Yan, Z.; Yuan, Y.; Tian, Y.; Zhang, D.; Zhu, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 12733 10.1002/anie.201503362
29. Yuan, Y.; Sun, F.; Li, L.; Cui, P.; Zhu, G. Nat. Commun. 2014, 5, 4260 10.1038/ncomms5260
30. Buyukcakir, O.; Je, S.; Choi, D.; Talapaneni, S.; Seo, Y.; Jung, Y.; Polychronopoulou, K.; Coskun, A. Chem. Commun. 2016, 52, 934 10.1039/C5CC08132G
31. Van Humbeck, J. F.; Aubrey, M. L.; Alsbaiee, A.; Ameloot, R.; Coates, G. W.; Dichtel, W. R.; Long, J. R. Chem. Sci. 2015, 6, 5499 10.1039/C5SC02052B
32. Mohanapriya, S.; Bhat, S. D.; Sahu, A. K.; Pitchumani, S.; Sridhar, P.; Shukla, A. K. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 1210 10.1039/b909451b
33. Dou, W.; Zhu, L. Q.; Jiang, J.; Wan, Q. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 093509 10.1063/1.4794905
34. Ramaswamy, P.; Wong, N. E.; Shimizu, G. K. H. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5913 10.1039/C4CS00093E
35. Yoon, M.; Suh, K.; Natarajan, S.; Kim, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 2688 10.1002/anie.201206410
36. Shimizu, G. K. H.; Taylor, J. M.; Kim, S. Science 2013, 341, 354 10.1126/science.1239872
37. Miras, H. N.; Vila-Nadal, L.; Cronin, L. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 5679 10.1039/C4CS00097H
38. Busche, C.; Vilà-Nadal, L.; Yan, J.; Miras, H.; Long, D.; Georgiev, V.; Asenov, A.; Pedersen, R.; Gadegaard, N.; Mirza, M.; Paul, D.; Poblet, J.; Cronin, L. Nature 2014, 515, 545 10.1038/nature13951
39. Katsoulis, D. E. Chem. Rev. 1998, 98, 359 10.1021/cr960398a
40. Ramani, V.; Kunz, H. R.; Fenton, J. M. Electrochim. Acta 2005, 50, 1181 10.1016/j.electacta.2004.08.015
41. Saccà, A.; Carbone, A.; Pedicini, R.; Marrony, M.; Barrera, R.; Elomaa, M.; Passalacqua, E. Fuel Cells 2008, 8, 225 10.1002/fuce.200800009
42. Kandambeth, S.; Mallick, A.; Lukose, B.; Mane, M.; Heine, T.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19524 10.1021/ja308278w
43. Contour, J. P.; Salesse, A.; Froment, M.; Garreau, M.; Thevenin, J.; Warin, D. J. Microsc. Spectrosc. Electron. 1979, 4, 483
44. Chandra, S.; Kundu, T.; Kandambeth, S.; BabaRao, R.; Marathe, Y.; Kunjir, S.; Banerjee, R. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6570 10.1021/ja502212v
45. Shinde, D. B.; Aiyappa, H. B.; Bhadra, M.; Biswal, B. P.; Wadge, P.; Kandambeth, S.; Garai, B.; Kundu, T.; Kurungot, S.; Banerjee, R. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 2682 10.1039/C5TA10521H
46. Ye, Y.; Zhang, L.; Peng, Q.; Wang, G.; Shen, Y.; Li, Z.; Wang, L.; Ma, X.; Chen, Q.; Zhang, Z.; Xiang, S. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 913 10.1021/ja511389q
47. Xu, H.; Tao, S.; Jiang, D. Nat. Mater. 2016, 10.1038/nmat4611
48. Ponomareva, V. G.; Kovalenko, K. A.; Chupakhin, A. P.; Dybtsev, D. N.; Shutova, E. S.; Fedin, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15640 10.1021/ja305587n
49. Nguyen, N. T. T.; Furukawa, H.; Gándara, F.; Trickett, C. A.; Jeong, H.; Mo; Cordova, K. E.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15394 10.1021/jacs.5b10999
50. Yoon, M.; Suh, K.; Kim, H.; Kim, Y.; Selvapalam, N.; Kim, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 7870 10.1002/anie.201101777
51. Sadakiyo, M.; Yamada, T.; Kitagawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9906 10.1021/ja9040016
52. Amirinejad, M.; Madaeni, S. S.; Rafiee, E.; Amirinejad, S. J. Membr. Sci. 2011, 377, 89 10.1016/j.memsci.2011.04.014
53. Okuhara, T. Chem. Rev. 2002, 102, 3641 10.1021/cr0103569
54. Liu, Y.; Sambasivarao, S. V.; Horan, J. L.; Yang, Y.; Maupin, C. M.; Herring, A. M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 854 10.1021/jp4099232