Thinking Outside the Cage: Controlling the Extrinsic Porosity and Gas Uptake Properties of Shape-Persistent Molecular Cages in Nanoporous Polymers

纳米孔 笼子 聚合物 多孔性 单体 无定形固体 化学工程 材料科学 吸附 打赌理论 纳米技术 高分子化学 化学 有机化学 复合材料 数学 组合数学 工程类
作者
Onur Büyükçakır,Yongbeom Seo,Ali Coskun
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:27 (11): 4149-4155 被引量:63
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.5b01346
摘要

We present a new strategy to introduce local-order into amorphous nanoporous polymers using shape-persistent organic cage compounds as molecular building blocks in the synthesis of porous cage frameworks (pCAGEs) without any metal catalyst under environmentally benign conditions. We have demonstrated that by varying the size and dimension of the organic linkers extrinsic porosity of organic cages within nanoporous polymers can be controlled, thus allowing us to tune the surface area and gas uptake properties of amorphous pCAGEs. pCAGEs (SABET = 628.7–844.3 m2 g–1) revealed significantly high CO2 uptake capacities (up to 4.21 mmol g–1 at 1 bar, 273 K) with prominent CO2/N2 IAST selectivities (up to 100). Unlike previously reported triazine-based polymers, pCAGEs showed exceptional isosteric heats of adsorption (Qst) values up to 42.9 kJ mol–1 for CO2 at high loading. We attribute the high affinity of CAGE toward CO2 to the presence of a “cage effect” arising from ultramicroporosity (intrinsic porosity) of CAGE monomers. To prove the cage effect, we have synthesized a control polymer incorporating half-CAGEs as monomeric units. The resulting polymer showed substantially lower Qst values compared to the CAGE and pCAGEs indicating the presence of the cage effect. In addition, the control over the surface area in the case of control polymer was lost completely, thus showing the importance of CAGE monomers as building blocks and the resulting local-order.

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
1秒前
桐桐应助yy采纳,获得10
1秒前
3秒前
slp给slp的求助进行了留言
3秒前
万能图书馆应助yy采纳,获得10
4秒前
june发布了新的文献求助10
4秒前
Li完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
桐桐应助火星上外套采纳,获得10
5秒前
6秒前
123发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
sumhs陈发布了新的文献求助10
7秒前
火星上黑米完成签到,获得积分10
8秒前
Lisa应助yy采纳,获得10
8秒前
9秒前
ninomae完成签到 ,获得积分10
9秒前
ai zs发布了新的文献求助10
10秒前
小书包完成签到,获得积分10
10秒前
pyjsb完成签到,获得积分10
11秒前
乐乐应助AAA采纳,获得10
12秒前
不要爱叹气完成签到,获得积分20
14秒前
李健应助常梦然采纳,获得10
14秒前
CodeCraft应助yy采纳,获得10
14秒前
非而者厚发布了新的文献求助30
15秒前
上善若脱碳甲醛完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
领导范儿应助Garfield采纳,获得10
17秒前
agnes完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
sytbb完成签到,获得积分10
20秒前
chenbinwang发布了新的文献求助10
21秒前
无花果应助yy采纳,获得10
21秒前
june完成签到,获得积分10
22秒前
AAA完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
22秒前
最重中之重完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
菜菜果冻完成签到,获得积分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
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
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 6400891
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8217761
关于积分的说明 17415381
捐赠科研通 5453888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2882316
邀请新用户注册赠送积分活动 1858950
关于科研通互助平台的介绍 1700638