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
刚刚
2秒前
2秒前
4秒前
平淡的秋珊完成签到 ,获得积分10
5秒前
陈平安发布了新的文献求助10
6秒前
DrWang发布了新的文献求助10
7秒前
xxxksk发布了新的文献求助10
8秒前
CipherSage应助徐子轩采纳,获得10
10秒前
经竺完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
哆啦十七完成签到,获得积分0
13秒前
一二三发布了新的文献求助10
14秒前
航航发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
脑洞疼应助DRX采纳,获得10
14秒前
虚幻的送终完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
科研通AI6.4应助勤劳问丝采纳,获得10
18秒前
DrWang发布了新的文献求助10
19秒前
彭于晏应助以利沙采纳,获得10
19秒前
19秒前
kelly发布了新的文献求助10
20秒前
哆啦十七发布了新的文献求助10
20秒前
善学以致用应助cnnnnn采纳,获得10
21秒前
帅气的惜天完成签到,获得积分10
22秒前
李健的小迷弟应助一二三采纳,获得10
22秒前
马宝强发布了新的文献求助10
24秒前
Qzanean发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
冰冰完成签到,获得积分10
26秒前
Doc邓爱科研完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
虚拟的柠檬完成签到,获得积分10
28秒前
31秒前
以利沙发布了新的文献求助10
32秒前
33秒前
经竺发布了新的文献求助10
33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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Instituting Science: The Cultural Production of Scientific Disciplines 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Organization of knowledge in modern America, 1860-1920 / 600
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
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 6360738
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8174765
关于积分的说明 17219304
捐赠科研通 5415770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2866032
邀请新用户注册赠送积分活动 1843284
关于科研通互助平台的介绍 1691337