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Porous organic cages for efficient gas selective separation and iodine capture

吸附 吸附 微型多孔材料 多孔性 化学 亚胺 分子 共价键 材料科学 化学工程 有机化学 催化作用 工程类
作者
Chao Liu,Wenliang Li,Ying Liu,Hailong Wang,Baoqiu Yu,Zongbi Bao,Jianzhuang Jiang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:428: 131129-131129 被引量:49
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.131129
摘要

The enantiomeric porous organic cages, (R)/(S)-BTPOC, have been devised and prepared by means of dynamic covalent chemistry, using imine bond formation between bithiophene-based tetraaldehyde and cyclohexanediamine building blocks. These two cage molecules with porous interiors, stable aromatic backbones, and multiple electron-rich building units have been fully characterized by spectroscopy and single crystal X-ray diffraction studies. Self-assembly of BTPOC molecules provided porous crystalline materials with high CO2 adsorption of 265 cm3 g−1 under 760 mmHg and 196 K according to the physical gas sorption analysis. The guest-free cage shows distinct CO2, CH4, and N2 adsorption behaviors. Moreover, BTPOC is able to accommodate a large amount of I2 with a high uptake value of 3.21 g g−1, superior to almost all the porous molecular crystals reported thus far. This stable material has also excellent recyclability, keeping above 85% capacity when being activated for the fourth cycles. Mechanism investigations reveal the close association of the good adsorption ability with the abundant porosity, π-conjugated network structure, and high imine bonds content. The present work shows the great application potentialities of these microporous POCs.
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