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地填写文献信息,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) 化学物理 有机化学 物理 材料科学 气象学 组合数学 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:147
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
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
9秒前
12秒前
Christy发布了新的文献求助10
18秒前
LIUDEHUA发布了新的文献求助10
18秒前
22秒前
脑洞疼应助LIUDEHUA采纳,获得10
23秒前
27秒前
小白菜完成签到,获得积分10
32秒前
轻舟已过万重山完成签到,获得积分10
35秒前
38秒前
45秒前
kw98完成签到 ,获得积分10
52秒前
宋小兔完成签到,获得积分10
54秒前
宋小兔发布了新的文献求助10
57秒前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
小高发布了新的文献求助10
1分钟前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Christy完成签到,获得积分10
1分钟前
大胆的碧菡完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
dream发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
Jasper应助小高采纳,获得10
1分钟前
善学以致用应助LX1005采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
caca完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
吹气球的金毛完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
2分钟前
2分钟前
LX1005发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6012503
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7570102
关于积分的说明 16139056
捐赠科研通 5159531
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763122
邀请新用户注册赠送积分活动 1742348
关于科研通互助平台的介绍 1634003