Remarkably enhanced gas separation by partial self-conversion of a laminated membrane to metal-organic frameworks

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 54, Issue 10, 2015, Pages 3028-3032

  Liu, Yi ^a   Pan, Jia Hong ^b   Wang, Nanyi ^a   Steinbach, Frank ^a   Liu, Xinlei ^c   Caro, Jürgen ^a  

^a LEIBNIZ UNIVERSITY HANNOVER   (Germany)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^c IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

Layered compounds; Membranes; Metal organic frameworks; Post synthetic modification; Solvothermal growth

Indexed keywords

COMPOSITE MEMBRANES; CRYSTALLINE MATERIALS; ECONOMIC AND SOCIAL EFFECTS; GASES; LAMINATING; MEMBRANES; ORGANOMETALLICS; SEPARATION;

GAS SEPARATION MEMBRANE; GAS SEPARATION PERFORMANCE; LAYERED COMPOUND; LAYERED DOUBLE HYDROXIDES; METAL ORGANIC FRAMEWORK; POSTSYNTHETIC MODIFICATION; SEPARATION METHODS; SOLVOTHERMAL GROWTH;

GAS PERMEABLE MEMBRANES;

EID: 85027950365     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201411550     Document Type: Article

References (67)

1. a) M. Tsapatsis, Science 2011, 334, 767-768;
2. b) K. Varoon, X. Y. Zhang, B. Elyassi, D. D. Brewer, M. Gettel, S. Kumar, J. A. Lee, S. Maheshwari, A. Mittal, C. Y. Sung, M. Cococcioni, L. F. Francis, A. V. McCormick, K. A. Mkhoyan, M. Tsapatsis, Science 2011, 334, 72-75;
3. c) S. P. Koenig, L. D. Wang, J. Pellegrino, J. S. Bunch, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 728-732.
4. H. Li, Z. N. Song, X. J. Zhang, Y. Huang, S. G. Li, Y. T. Mao, H. J. Ploehn, Y. Bao, M. Yu, Science 2013, 342, 95-98.
5. R. R. Nair, H. A. Wu, P. N. Jayaram, I. V. Grigorieva, A. K. Geim, Science 2012, 335, 442-444.
6. K. Huang, G. P. Liu, Y. Y. Lou, Z. Y. Dong, J. Shen, W. Q. Jin, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6929-6932;
7. Angew. Chem. 2014, 126, 7049-7052.
8. a) A. V. Talyzin, T. Hausmaninger, S. You, T. Szabó, Nanoscale 2014, 6, 272-281;
9. b) Y. P. Tang, D. R. Paul, T. S. Chung, J. Membr. Sci. 2014, 458, 199-208;
10. c) R. L. Liu, G. Arabale, J. Kim, K. Sun, Y. Lee, C. Ryu, C. Lee, Carbon 2014, 77, 933-938.
11. T. Rodenas, I. Luz, G. Prieto, B. Seoane, H. Miro, A. Corma, F. Kapteijn, F. X. L. i Xamena, J. Gascon, Nat. Mater. 2015, 14, 48-55.
12. Y. Peng, Y. S. Li, Y. J. Ban, H. Jin, W. M. Jiao, X. L. Liu, W. S. Yang, Science 2014, 346, 1356-1359.
13. L. W. Sun, H. B. Huang, X. S. Peng, Chem. Commun. 2013, 49, 10718-10720.
14. L. W. Sun, Y. L. Ying, H. B. Huang, Z. G. Song, Y. Y. Mao, Z. P. Xu, X. S. Peng, ACS Nano 2014, 8, 6304-6311.
15. W.-G. Kim, S. Nair, Chem. Eng. Sci. 2013, 104, 908-924.
16. Y. Liu, N. Y. Wang, Z. W. Cao, J. Caro, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 1235-1238.
17. a) Y. Han, Z. Xu, C. Gao, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3693-3700;
18. b) M. Hu, B. X. Mi, Environ. Sci. Technol. 2013, 47, 3715-3723;
19. c) H. B. Huang, Y. Y. Mao, Y. L. Ying, Y. Liu, L. W. Sun, X. S. Peng, Chem. Commun. 2013, 49, 5963-5965;
20. d) Y. L. Ying, L. W. Sun, Q. Wang, Z. J. Fan, X. S. Peng, RSC Adv. 2014, 4, 21425-21428;
21. e) W. Choi, J. Choi, J. Bang, J.-H. Lee, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 12510-12519;
22. f) B. X. Mi, Science 2014, 343, 740-742;
23. g) R. K. Joshi, P. Carbone, F. C. Wang, V. G. Kravets, Y. Su, I. V. Grigorieva, H. A. Wu, A. K. Geim, R. R. Nair, Science 2014, 343, 752-754;
24. h) W.-S. Hung, C.-H. Tsou, M. D. Guzman, Q.-F. An, Y.-L. Liu, Y.-M. Zhang, C.-C. Hu, K.-R. Lee, J.-Y. Lai, Chem. Mater. 2014, 26, 2983-2990.
25. H. W. Kim, H. W. Yoon, S.-M. Yoon, B. M. Yoo, B. K. Ahn, Y. H. Cho, H. J. Shin, H. Yang, U. Paik, S. Kwon, J.-Y. Choi, H. B. Park, Science 2013, 342, 91-95.
26. a) Z. P. Lai, G. Bonilla, I. Diaz, J. G. Nery, K. Sujaoti, M. A. Amat, E. Kokkoli, O. Terasaki, R. W. Thompson, M. Tsapatsis, D. G. Vlachos, Science 2003, 300, 456-460;
27. b) T. C. T. Pham, H. S. Kim, K. B. Yoon, Science 2011, 334, 1533-1538.
28. a) H. Bux, F. Y. Liang, Y. S. Li, J. Cravillon, M. Wiebcke, J. Caro, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16000-16001;
29. b) Y. S. Li, F. Y. Liang, H. Bux, A. Feldhoff, W. S. Yang, J. Caro, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 548-551;
30. Angew. Chem. 2010, 122, 558-561;
31. c) A. Huang, H. Bux, F. Steinbach, J. Caro, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4958-4961;
32. Angew. Chem. 2010, 122, 5078-5081;
33. d) H. Kwon, H. K. Jeong, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10763-10768;
34. e) A. J. Brown, N. A. Brunelli, K. Eum, F. Rashidi, J. R. Johnson, W. J. Koros, C. W. Jones, S. Nair, Science 2014, 345, 72-75.
35. Q. Wang, D. O'Hare, Chem. Rev. 2012, 112, 4124-4155.
36. R. Z. Ma, J. B. Liang, X. H. Liu, T. Sasaki, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19915-19921.
37. a) B. Sels, D. D. Vos, M. Buntinx, F. Pierard, A. K.-D. Mesmaeker, P. Jacobs, Nature 1999, 400, 855-857;
38. b) G. R. Williams, D. O'Hare, J. Mater. Chem. 2006, 16, 3065-3074;
39. c) S. P. Newman, W. Jones, New J. Chem. 1998, 22, 105-115;
40. d) V. Rives, M. A. Ulibarri, Coord. Chem. Rev. 1999, 181, 61-120;
41. e) M. Q. Zhao, Q. Zhang, J. Q. Huang, F. Wei, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 675-694;
42. f) D. P. Yan, J. Lu, M. Wei, S. H. Qin, L, Chen, S. T. Zhang, D. G. Evans, X. Duan, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2497-2505.
43. Y. Liu, N. Y. Wang, J. Caro, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 5716-5723.
44. a) M. Yu, H. H. Funke, R. D. Noble, J. L. Falconer, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1748-1750;
45. b) B. Q. Zhang, C. Wang, L. Lang, R. L. Cui, X. F. Liu, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3434-3443.
46. a) A. S. Huang, N. Y. Wang, C. L. Kong, J. Caro, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10551-10555;
47. Angew. Chem. 2012, 124, 10703-10707;
48. b) A. S. Huang, J. Caro, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4979-4982;
49. Angew. Chem. 2011, 123, 5083-5086.
50. a) A. S. Huang, N. Y. Wang, J. Caro, J. Membr. Sci. 2012, 389, 272-279;
51. b) K. D. Li, Z. J. Tian, X. L. Li, R. S. Xu, Y. P. Xu, L. Wang, H. J. Ma, B. C. Wang, L. W. Lin, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 4397-4400;
52. Angew. Chem. 2012, 124, 4473-4476.
53. a) H. T. Zhao, G. F. Vance, Clays Clay Miner. 1998, 46, 712-718;
54. b) X. Y. Xue, Q. Y. Gu, G. H. Pan, J. Liang, G. L. Huang, G. B. Sun, S. L. Ma, X. J. Yang, Inorg. Chem. 2014, 53, 1521-1529.
55. a) M. Wei, X. Y. Xu, X. R. Wang, F. Li, H. Zhang, Y. L. Lu, M. Pu, D. G. Evans, X. Duan, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 2831-2838;
56. b) L. Y. Wang, C. Li, M. Liu, D. G. Evans, X. Duan, Chem. Commun. 2007, 123-125.
57. K. Khaletskaya, S. Turner, M. Tu, S. Wannapaiboon, A. Schneemann, R. Meyer, A. Ludwig, G. V. Tendeloo, R. A. Fischer, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4804-4811.
58. O. Shekhah, R. Swaidan, Y. Belmabkhout, M. Du Plessis, T. Jacobs, L. J. Barbour, I. Pinnau, M. Eddaoudi, Chem. Commun. 2014, 50, 2089-2092.
59. a) Q. Wang, H. H. Tay, D. J. W. Ng, L. W. Chen, Y. Liu, J. Chang, Z. Y. Zhong, J. Z. Luo, A. Borgna, ChemSusChem 2010, 3, 965-973;
60. b) S. Ishihara, P. Sahoo, K. Deguchi, S. Ohki, M. Tansho, T. Shimizu, J. Labuta, J. P. Hill, K. Ariga, K. Watanabe, Y. Yamauchi, S. Suehara, N. Iyi, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 18040-18043;
61. c) L. Huang, J. Y. Wang, Y. S. Gao, Y. Q. Qiao, Q. W. Zheng, Z. H. Guo, Y. F. Zhao, D. O'Hare, Q. Wang, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 18454-18462.
62. a) Y. Y. Liu, E. P. Hu, E. A. Khan, Z. P. Lai, J. Membr. Sci. 2010, 353, 36-40;
63. b) Y. Y. Liu, G. F. Zeng, Y. C. Pan, Z. P. Lai, J. Membr. Sci. 2011, 379, 46-51.
64. A. Bétard, H. Bux, S. Henke, D. Zacher, J. Caro, R. A. Fischer, Microporous Mesoporous Mater. 2012, 150, 76-82.
65. S. L. Qiu, M. Xue, G. S. Zhu, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 6116-6140.
66. Y. Liu, N. Y. Wang, J. H. Pan, F. Steinbach, J. Caro, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14353-14356.
67. X. Zhang, Y. Y. Wu, S. Y. He, D. Z. Yang, F. Li, Thin Solid Films 2008, 516, 5020-5026.