A Structure–Activity Study of Aromatic Acid Modulators for the Synthesis of Zirconium-Based Metal–Organic Frameworks

连接器 金属有机骨架 热重分析 小型商用车 位阻效应 材料科学 调制(音乐) 微晶 纳米技术 化学 立体化学 有机化学 计算机科学 操作系统 哲学 吸附 美学 冶金
作者
Faith E. Chen,Tristan A. Pitt,Diane J. Okong’o,Luc G. Wetherbee,José J. Fuentes-Rivera,Phillip J. Milner
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:34 (7): 3383-3394 被引量:58
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c00241
摘要

Acid modulation is among the most widely employed methods for preparing metal-organic frameworks (MOFs) that are both stable and highly crystalline, yet there exist few guiding principles for selecting the optimal modulator for a given system. Using the Zr-based MOFs UiO-66 and UiO-68-Me2 (UiO = Universitetet i Oslo) as representative materials, here we present for the first time an in-depth structure-activity study of acid modulators and identify key principles of modulation for the synthesis of highly crystalline Zr-MOFs. By applying whole pattern fitting of powder X-ray diffraction (PXRD) patterns as a technique for evaluating modulator efficacy, complemented by scanning electron microscopy (SEM), 1H NMR, and thermogravimetric analysis (TGA), we demonstrate that the key to effective modulation is competition between the linker and modulator for coordination to the Zr secondary building units (SBUs). Specifically, we illustrate that a close match in pK a and structure between the linker and modulator favors larger and more well-defined crystallites, particularly with sterically unhindered aromatic acid modulators. Based on our findings, we demonstrate that 5-membered heteroaromatic carboxylic acids are among the most efficient acid modulators identified to date for the synthesis of several representative Zr-MOFs with fcu net topologies. In addition, we find that coordination modulation is superior to exogenous acid modulation at higher modulator concentrations. Finally, we compare 1H NMR and TGA as data-driven methods for quantifying linker deficiencies in modulated MOF syntheses. The guiding principles established herein have critical implications for the scalable and controllable synthesis of highly crystalline and stable MOFs relevant to chemical separations, gas storage, and catalysis.
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
刚刚
我的小宇宙呢完成签到,获得积分10
1秒前
无花果应助cmstd采纳,获得10
3秒前
浮光完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
dly完成签到,获得积分10
4秒前
雨霖铃应助asdfgh采纳,获得30
4秒前
阿达完成签到,获得积分10
4秒前
随风沙ZYX发布了新的文献求助10
5秒前
huangdq6发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
拉长的秋白完成签到 ,获得积分10
7秒前
曾经的代曼完成签到,获得积分10
7秒前
hhh发布了新的文献求助10
8秒前
乐乐应助hh采纳,获得10
8秒前
传统的青完成签到,获得积分10
9秒前
SSK发布了新的文献求助30
9秒前
ANG发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
花生发布了新的文献求助10
14秒前
常尽欢完成签到,获得积分10
14秒前
三三得九完成签到 ,获得积分10
15秒前
asdfgh完成签到,获得积分10
16秒前
小周睡不饱完成签到,获得积分10
16秒前
lzw123456发布了新的文献求助30
16秒前
想做只小博狗完成签到,获得积分10
16秒前
dly发布了新的文献求助10
17秒前
晴梓完成签到 ,获得积分20
17秒前
muzi完成签到,获得积分10
19秒前
Ava应助典雅的灵煌采纳,获得10
19秒前
19秒前
兴奋冷风完成签到,获得积分10
19秒前
Hello应助wxt采纳,获得10
20秒前
研友_VZG7GZ应助zxy采纳,获得10
21秒前
深情安青应助ANG采纳,获得10
23秒前
坏人123完成签到,获得积分10
24秒前
赫幼蓉发布了新的文献求助10
24秒前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515837
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308916
关于积分的说明 17758791
捐赠科研通 5617981
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925164
邀请新用户注册赠送积分活动 1902209
关于科研通互助平台的介绍 1763489