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
小困包完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
呆萌的芫发布了新的文献求助10
2秒前
LLLL完成签到,获得积分10
3秒前
Largequail发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
老迟到的白猫完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
泡泡完成签到 ,获得积分10
6秒前
充电宝应助小谭采纳,获得10
7秒前
min应助Gary采纳,获得10
9秒前
9秒前
长风发布了新的文献求助10
10秒前
HJL发布了新的文献求助10
10秒前
etuuuuuu发布了新的文献求助10
11秒前
富有的佳完成签到,获得积分10
12秒前
Owen应助小困包采纳,获得10
13秒前
xiaoqi完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
tiantian完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
lancerimpp发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
tiantian发布了新的文献求助10
20秒前
风趣夜山发布了新的文献求助10
20秒前
昏睡的帆布鞋完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
悠着点儿卷吧完成签到 ,获得积分10
22秒前
学术山芋发布了新的文献求助10
22秒前
在水一方应助胡聪明采纳,获得10
23秒前
矮小的羽毛11完成签到,获得积分20
23秒前
大个应助甜蜜寄灵采纳,获得10
23秒前
24秒前
26秒前
向日葵发布了新的文献求助10
27秒前
Mask发布了新的文献求助10
27秒前
呵叹六发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
29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 Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Founders of Experimental Physiology: biographies and translations 500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 500
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 6373098
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8186656
关于积分的说明 17280968
捐赠科研通 5427241
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2871328
邀请新用户注册赠送积分活动 1848102
关于科研通互助平台的介绍 1694376