journal article·2011-06-14

Structural Isomerism and Effect of Fluorination on Gas Adsorption in Copper-Tetrazolate Based Metal Organic Frameworks

Pradip Pachfule, Yifei Chen, Subash Chandra Sahoo, Jianwen Jiang, Rahul Banerjee

Chemistry of Materials· Volume 23· Issue 11
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Abstract

Synthesis, structure, and gas adsorption properties of three Metal Organic Frameworks (MOFs) synthesized from predesigned ligands 4-(1 H -tetrazole-5-yl)benzoic acid ( 4-TBA ) and 2-fluoro-4-(1 H -tetrazole-5-yl)benzoic acid ( 2F-4-TBA ) along with Cu(II) as an metal precursor has been reported. Among these MOFs, Cu 9 (4-TBA) 10 (C 2 H 5 OH) 2 ( Cu-TBA-1 ) and Cu 2 (4-TBA) 2 (DMF)(C 2 H 5 OH) ( Cu-TBA-2 ) are structural isomers. Whereas, Cu 2 (4-TBA) 2 (DMF)(C 2 H 5 OH) ( Cu-TBA-2 ) and Cu 2 (2-F-4-TBA) 2 (DMF) 2 ( Cu-TBA-2F ) have similar crystal structure. N 2 adsorption isotherms of the activated sample of Cu-TBA-1 and -2 exhibit types-I sorption behavior with a Langmuir and Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area of 686, 402 m 2 /g and 616, 356 m 2 /g, respectively. It is noteworthy that Cu-TBA-1 and -2 adsorbs 1.16 and, 1.54 wt % H 2, while Cu-TBA-2F adsorbs 0.67 wt % at 77 K and 1 atm. On the other hand, Cu-TBA-1 and -2 adsorb 3.08 and 2.54 mmol/g, while Cu-TBA-2F adsorbs 1.27 mmol/g of CO 2 at 298 K and 1 bar pressure. H 2 adsorption sites in Cu-TBA-2 and -2F have been analyzed by molecular simulation.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications · Enhanced Oil Recovery Techniques · Boron and Carbon Nanomaterials Research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Physical/Materials Chemistry Division, National Chemical Laboratory, Dr. Homi Bhabha Road, Pune, Maharashtra 411008, India

Department of Chemical and Biomolecular Engineering, National University of Singapore, 117576 Singapore

References (100+)

Show source-provided references
1. Janiak C. · J. Chem. Soc., Dalton Trans. · 2003 · 278110.1039/b305705b ↗
2. Moulton B. · Chem. Rev. · 2001 · 101 · 162910.1021/cr9900432 ↗
3. Eddaoudi M. · Acc. Chem. Res. · 2001 · 34 · 31910.1021/ar000034b ↗
4. Robson R. · J. Chem. Soc., Dalton Trans. · 2000 · 373510.1039/b003591m ↗
5. Yaghi O. M. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 9210.1038/nmat1824 ↗
6. Georgiev I. G. · Chem. Soc. Rev. · 2007 · 36 · 123910.1039/b516074j ↗
7. Corma A. · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 460610.1021/cr9003924 ↗
8. James S. L. · Chem. Soc. Rev. · 2003 · 32 · 27610.1039/b200393g ↗
9. Yaghi O. M. · Acc. Chem. Res. · 1998 · 31 · 47410.1021/ar970151f ↗
10. Janiak C. · Angew. Chem., Int. Ed. Engl. · 1997 · 36 · 143110.1002/anie.199714311 ↗
11. Blake A. J. · Coord. Chem. Rev. · 1999 · 183 · 11710.1016/S0010-8545(98)00173-8 ↗
12. Kesanli B. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2005 · 44 · 7210.1002/anie.200461214 ↗
13. aDOE Office of Energy Efficiency and Renewable Energy Hydrogen, Fuel Cells & Infrastructure Technologies Program Multi-Year Research, Development and Demonstration Plan, available athttp://www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/mypp.
14. bFY 2006 Annual Progress Report for the DOE Hydrogen Program, Nov 2006, available athttp://www.hydrogen.energy.gov/annual_progress.html.
15. cSatyapal, S.; et al. FY 2006 DOE Hydrogen Program Annual Merit Review and Peer Evaluation Meeting Proceedings, Plenary Session, available athttp://www.hydrogen.energy.gov/annual_review06_plenary.html.
16. Dillon A. C. · Nature · 1997 · 386 · 37710.1038/386377a0 ↗
17. Liu C. · Science · 1999 · 286 · 112710.1126/science.286.5442.1127 ↗
18. Chambers A. · J. Phys. Chem. B · 1998 · 102 · 425310.1021/jp980114l ↗
19. Chen P. · Science · 1999 · 285 · 9110.1126/science.285.5424.91 ↗
20. eHuang, T.Nanotechnology That Will Change the World;Enlighten Noah Publishing: 2002, p38.
21. Li Y. · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 1717510.1021/jp0634508 ↗
22. Nijkamp M. G. · Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. · 2001 · 72 · 61910.1007/s003390100847 ↗
23. Darkrim F. · J. Chem. Phys. · 2000 · 112 · 599110.1063/1.481201 ↗
24. dYang, R. T.Adsorbents: Fundamentals and Applications;Wiley:New York, 2003, 280.10.1002/047144409X ↗
25. Hynek S. · Int. J. Hydrogen Energy · 1997 · 22 · 60110.1016/S0360-3199(96)00185-1 ↗
26. Carpetis C. · Int. J. Hydrogen Energy · 1980 · 5 · 53910.1016/0360-3199(80)90061-0 ↗
27. Noh J. S. · Int. J. Hydrogen Energy · 1987 · 12 · 69310.1016/0360-3199(87)90132-7 ↗
28. Chahine R. · Int. J. Hydrogen Energy · 1994 · 19 · 16110.1016/0360-3199(94)90121-X ↗
29. Zhou Y. · Sci. China, Ser. B · 1996 · 39 · 598
30. Wang Q. · J. Chem. Phys. · 1999 · 110 · 57710.1063/1.478114 ↗
31. de la Casa-Lillo M. A. · J. Phys. Chem. B · 2002 · 106 · 1093010.1021/jp014543m ↗
32. Wang H. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 701610.1021/ja8083225 ↗
33. Das L. M. · Int. J. Hydrogen Energy · 1996 · 21 · 78910.1016/0360-3199(96)00006-7 ↗
34. Fukai Y. · 199310.1007/978-3-662-02801-8 ↗
35. Imamura H. · J. Alloys Compd. · 1995 · 231 · 81010.1016/0925-8388(95)01722-4 ↗
36. Gross K. J. · J. Swiss Soc. Surf. Mater. · 1996 · 5 · 22
37. Imamura H. · J. Alloys Compd. · 1996 · 232 · 21810.1016/0925-8388(95)01882-4 ↗
38. Imamura H. · J. Alloys Compd. · 1997 · 253 · 3410.1016/S0925-8388(96)03074-5 ↗
39. Sandrock G. · J. Alloys Compd. · 1999 · 293 · 87710.1016/S0925-8388(99)00384-9 ↗
40. Schuth F. · Chem. Commun. · 2004 · 224910.1039/B406522K ↗
41. Eddaoudi M. · Science · 2002 · 295 · 46910.1126/science.1067208 ↗
42. Kitagawa S. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2004 · 43 · 233410.1002/anie.200300610 ↗
43. Matsuda R. · Nature · 2005 · 436 · 23810.1038/nature03852 ↗
44. Millward A. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 1799810.1021/ja0570032 ↗
45. Furukawa H. · J. Mater. Chem. · 2007 · 17 · 319710.1039/b703608f ↗
46. Ferey G. · Chem. Soc. Rev. · 2008 · 37 · 19110.1039/B618320B ↗
47. Morris R. E. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 496610.1002/anie.200703934 ↗
48. Llewellyn P. L. · Langmuir · 2008 · 24 · 724510.1021/la800227x ↗
49. Murray L. J. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 129410.1039/b802256a ↗
50. Chen B. · Acc. Chem. Res. · 2010 · 43 · 111510.1021/ar100023y ↗
51. Deng H. · Science · 2010 · 327 · 84610.1126/science.1181761 ↗
52. Koh K. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 418410.1021/ja809985t ↗
53. Zhao D. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 918610.1021/ja901109t ↗
54. Furukawa H. · Science · 2010 · 329 · 42710.1126/science.1192160 ↗
55. Ma L. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 124810.1039/b807083k ↗
56. Evans O. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2001 · 123 · 1039510.1021/ja0163772 ↗
57. Chen B. · Science · 2001 · 291 · 102110.1126/science.1056598 ↗
58. Lin X. · CrystEngComm · 2007 · 9 · 43810.1039/B706207A ↗
59. Ma S. Q. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 185810.1021/ja067435s ↗
60. Furukawa H. · Science · 2010 · 329 · 42410.1126/science.1192160 ↗
61. Yuan D. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 535710.1002/anie.201001009 ↗
62. Wong-Foy A. G. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 1574010.1021/ja0753952 ↗
63. Bae Y.-S. · Langmuir · 2008 · 24 · 859210.1021/la800555x ↗
64. Li J.-R. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 147710.1039/b802426j ↗
65. Bae Y.-S. · Chem. Commun. · 2008 · 413510.1039/b805785k ↗
66. Banerjee R. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 387510.1021/ja809459e ↗
67. Bae Y.-S. · J. Mater. Chem. · 2009 · 19 · 213110.1039/b900390h ↗
68. Blomqvist A. · PNAS. · 2007 · 104 · 2017310.1073/pnas.0708603104 ↗
69. Li Z. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 149010.1021/ja9103217 ↗
70. Dinca M. · J. Am. Chem. Soc. · 2006 · 128 · 1687610.1021/ja0656853 ↗
71. Choi H. J. · Energy Environ. Sci. · 2010 · 3 · 11710.1039/B917512A ↗
72. Sumida K. · Chem. Sci. · 2010 · 1 · 18410.1039/c0sc00179a ↗
73. Dinca M. · Inorg. Chem. · 2008 · 47 · 1110.1021/ic701917w ↗
74. Chen B. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2005 · 44 · 474510.1002/anie.200462787 ↗
75. Chui S. S.-Y. · Inorg. Chem. Commun. · 1999 · 283 · 1148
76. Karra J. R. · Langmuir · 2008 · 24 · 862010.1021/la800803w ↗
77. Schlichte K. · Microporous Mesoporous Mater. · 2004 · 73 · 8110.1016/j.micromeso.2003.12.027 ↗
78. Prestipino C. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 133710.1021/cm052191g ↗
79. Rosi N. L. · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 150410.1021/ja045123o ↗
80. Dietzel P. D. C. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2005 · 44 · 635410.1002/anie.200501508 ↗
81. Dietzel P. D. C. · Chem. Commun. · 2006 · 95910.1039/b515434k ↗
82. Caskey S. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 1087010.1021/ja8036096 ↗
83. Chen Z. · Eur. J. Inorg. Chem. · 2011 · 222710.1002/ejic.201100034 ↗
84. Chen Z. · Eur. J. Inorg. Chem. · 2010 · 374510.1002/ejic.201000349 ↗
85. Panda T. · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 201110.1039/C0CC04169F ↗
86. Debatin F. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 49 · 125810.1002/anie.200906188 ↗
87. An J. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 3810.1021/ja909169x ↗
88. Vaidhyanathan R. · Chem. Commun. · 2009 · 523010.1039/b911481e ↗
89. Arstad B. · Adsorption · 2008 · 14 · 75510.1007/s10450-008-9137-6 ↗
90. Couck S. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 632610.1021/ja900555r ↗
91. Lin J.-B. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 665410.1021/ja1009635 ↗
92. Torrisi A. · Cryst. Growth Des. · 2010 · 10 · 283910.1021/cg100646e ↗
93. Demessence A. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 878410.1021/ja903411w ↗
94. Sayari A. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 631210.1021/ja1013773 ↗
95. Gu X. · Chem. Commun. · 2010 · 46 · 740010.1039/c0cc02808h ↗
96. Yazaydin A. O. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 1819810.1021/ja9057234 ↗
97. An J. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 840110.1021/ja901869m ↗
98. Yildirim T. · Phys. Rev. Lett. · 2005 · 95 · 21550410.1103/PhysRevLett.95.215504 ↗
99. Hartman M. R. · Chem. Mater. · 2006 · 18 · 322110.1021/cm0608600 ↗
100. Peterson V. K. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 128 · 1557810.1021/ja0660857 ↗