Highly porous metal-organic framework liquids and glasses via a solvent-assisted linker exchange strategy of ZIF-8

多孔性 金属有机骨架 材料科学 丙烷 溶剂 化学工程 吸附 吸附 连接器 相(物质) 有机化学 化学 复合材料 计算机科学 工程类 操作系统
作者
Wen‐Long Xue,Pascal Kolodzeiski,Hanna Aucharova,Suresh K. Vasa,Athanasios Koutsianos,Roman Pallach,Jianbo Song,Louis Frentzel‐Beyme,Rasmus Linser,Sebastian Henke
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:9
标识
DOI:10.1038/s41467-024-48703-5
摘要

Abstract By combining the porosity of crystalline metal-organic frameworks (MOFs) with the unique processability of the liquid state, melt-quenched MOF glasses offer exciting opportunities for molecular separation. However, progress in this field is limited by two factors. Firstly, only very few MOFs melt at elevated temperatures and transform into stable glasses upon cooling the corresponding MOF liquid. Secondly, the MOF glasses obtained thus far feature only very small porosities and very small pore sizes. Here, we demonstrate solvent-assisted linker exchange (SALE) as a versatile method to prepare highly porous melt-quenched MOF glasses from the canonical ZIF-8. Two additional organic linkers are incorporated into the non-meltable ZIF-8, yielding high-entropy, linker-exchanged ZIF-8 derivatives undergoing crystal-to-liquid-to-glass phase transitions by thermal treatment. The ZIF-8 glasses demonstrate specific pore volumes of about 0.2 cm 3 g –1 , adsorb large amounts of technologically relevant C 3 and C 4 hydrocarbons, and feature high kinetic sorption selectivities for the separation of propylene from propane.
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