亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Creating Optimal Pockets in a Clathrochelate-Based Metal–Organic Framework for Gas Adsorption and Separation: Experimental and Computational Studies

化学 密度泛函理论 金属有机骨架 氙气 自然键轨道 吸附 巴(单位) 计算化学 物理化学 纳米技术 拓扑(电路) 有机化学 物理 材料科学 数学 气象学 组合数学
作者
Wei Gong,Yi Xie,Thang Duc Pham,Suchetha Shetty,Florencia A. Son,Karam B. Idrees,Zhijie Chen,Haomiao Xie,Yan Liu,Randall Q. Snurr,Banglin Chen,Bassam Alameddine,Yong Cui,Omar K. Farha
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (8): 3737-3745 被引量:101
标识
DOI:10.1021/jacs.2c00011
摘要

The rational design and synthesis of robust metal–organic frameworks (MOFs) based on novel organic building blocks are fundamental aspects of reticular chemistry. Beyond simply fabricating new organic linkers, however, it is important to elucidate structure–property relationships at the molecular level to develop high-performing materials. In this work, we successfully targeted a highly porous and robust cage-type MOF (NU-200) with an nbo-derived fof topology through the deliberate assembly of a cyclohexane-functionalized iron(II)-clathrochelate-based meta-benzenedicarboxylate linker with a Cu2(CO2)4 secondary building unit (SBU). NU-200 exhibited an outstanding adsorption capacity of xenon and a high ideal adsorbed solution theory (IAST) predicted selectivity for a 20/80 v/v mixture of xenon (Xe)/krypton (Kr) at 298 K and 1.0 bar. Our extensive computational simulations with grand canonical Monte Carlo (GCMC) and density functional theory (DFT) on NU-200 indicated that the MOF's hierarchical bowl-shaped nanopockets surrounded by custom-designed cyclohexyl groups─instead of the conventionally believed open metal sites (OMSs)─played a crucial role in reinforcing Xe-binding affinity. The optimally sized pockets firmly trapped Xe through numerous supramolecular interactions including Xe···H, Xe···O, and Xe···π. Additionally, we validated the unique pocket confinement effect by experimentally and computationally employing the similarly sized probe, sulfur dioxide (SO2), which provided significant insights into the molecular underpinnings of the high uptake of SO2 (11.7 mmol g–1), especially at a low pressure of 0.1 bar (8.5 mmol g–1). This work therefore can facilitate the judicious design of organic building blocks, producing MOFs featuring tailor-made pockets to boost gas adsorption and separation performances.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
7秒前
LZL完成签到,获得积分10
21秒前
Akim应助weining采纳,获得10
35秒前
43秒前
hyhyhyhy发布了新的文献求助10
44秒前
weining发布了新的文献求助10
49秒前
楠茸完成签到 ,获得积分10
58秒前
1分钟前
1分钟前
泡面小猪发布了新的文献求助10
1分钟前
www发布了新的文献求助10
1分钟前
俭朴蜜蜂完成签到 ,获得积分10
1分钟前
www完成签到,获得积分20
1分钟前
fendy完成签到,获得积分0
1分钟前
打打应助科研通管家采纳,获得30
2分钟前
2分钟前
Leo完成签到 ,获得积分10
2分钟前
明理囧完成签到 ,获得积分10
2分钟前
sirius应助Ni采纳,获得10
2分钟前
桐桐应助hyhyhyhy采纳,获得10
2分钟前
小小猪完成签到,获得积分10
2分钟前
KK完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
hyhyhyhy发布了新的文献求助10
2分钟前
小枣完成签到 ,获得积分10
3分钟前
dilli完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
医路通行发布了新的文献求助20
3分钟前
3分钟前
3分钟前
隐形问萍发布了新的文献求助10
3分钟前
Zhang完成签到,获得积分20
3分钟前
灵活又幸福的胖完成签到,获得积分10
4分钟前
葡紫明完成签到 ,获得积分10
4分钟前
爱静静应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
与共完成签到 ,获得积分10
4分钟前
子月之路完成签到,获得积分10
4分钟前
wyy完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137011
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2787960
关于积分的说明 7784091
捐赠科研通 2444041
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299627
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625497
版权声明 600989