journal article·2015-05-26

Polystyrenesulfonate Threaded in MIL-101Cr(III): A Cationic Polyelectrolyte Synthesized Directly into a Metal–Organic Framework

Liang Gao, Chi-Ying Vanessa Li, Kwong-Yu Chan

Chemistry of Materials· Volume 27· Issue 10
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Abstract

Incorporation of an ion-exchange polymer in a metal–organic framework (MOF) is an attractive strategy to achieve fast ion exchange by increasing surface area and porosity of the material. Synthesis of a cationic polyelectrolyte in a MOF is reported here for the first time. Sodium poly(4-styrenesulfonate) threaded in MIL-101 (NaPSS∼MIL-101) is synthesized directly with polymerization in situ of the MOF. NaPSS∼MIL-101 exhibits superior exchange kinetics, high selectivity with co-ion rejection, reversibility, and durability. The polyelectrolyte threaded in MOF has a larger specific volume compared to its bulk state and possesses advantageous properties. The fixed charges of the polyelectrolyte are exposed for full interaction with solvated ions and solvent, without the need of swelling or restructuring the porous framework.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications · Chemical Synthesis and Characterization · Covalent Organic Framework Applications

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

Affiliations

Department of Chemistry, The University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong

Funding

University of Hong Kong

References (58)

Show source-provided references
1. Zagorodni A. · 2006
2. Simpson N. J. K. · 2000
3. Elimelech M. · Science · 2011 · 333 · 71210.1126/science.1200488 ↗
4. Shannon M. · Nature · 2008 · 452 · 30110.1038/nature06599 ↗
5. Lam Y. L. · Ind. Eng. Chem. Res. · 2009 · 48 · 497510.1021/ie801904h ↗
6. Economy J. · Ind. Eng. Chem. Res. · 2002 · 41 · 643610.1021/ie0204641 ↗
7. Harmer M. A. · J. Am. Chem. Soc. · 1996 · 118 · 770810.1021/ja9541950 ↗
8. Choi M. · J. Am. Chem. Soc. · 2005 · 127 · 192410.1021/ja044907z ↗
9. Kondo M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 1997 · 36 · 172510.1002/anie.199717251 ↗
10. Li H. · Nature · 1999 · 402 · 27610.1038/46248 ↗
11. Chui S. S. Y. · Science · 1999 · 283 · 114810.1126/science.283.5405.1148 ↗
12. Kitagawa S. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2004 · 43 · 233410.1002/anie.200300610 ↗
13. Rowsell J. L. C. · Microporous Mesoporous Mater. · 2004 · 73 · 310.1016/j.micromeso.2004.03.034 ↗
14. Férey G. · Chem. Soc. Rev. · 2008 · 37 · 19110.1039/B618320B ↗
15. Furukawa H. · Science · 2013 · 341 · 123044410.1126/science.1230444 ↗
16. Foo M. L. · Chem. Mater. · 2014 · 26 · 31010.1021/cm402136z ↗
17. Zhou H.-C. · Chem. Rev. · 2012 · 112 · 67310.1021/cr300014x ↗
18. Fujita M. · J. Am. Chem. Soc. · 1994 · 116 · 115110.1021/ja00082a055 ↗
19. Lee J. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 145010.1039/b807080f ↗
20. Ma L. Q. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 124810.1039/b807083k ↗
21. Corma A. · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 460610.1021/cr9003924 ↗
22. Yoon M. · Chem. Rev. · 2012 · 112 · 119610.1021/cr2003147 ↗
23. Zhu Q. L. · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 546810.1039/C3CS60472A ↗
24. Aijaz A. · J. Phys. Chem. Lett. · 2014 · 5 · 140010.1021/jz5004044 ↗
25. Li J. R. · Chem. Rev. · 2011 · 112 · 869
26. Dincâ M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 676610.1002/anie.200801163 ↗
27. Bétard A. · Chem. Rev. · 2011 · 112 · 105510.1021/cr200167v ↗
28. Morris R. E. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2008 · 47 · 496610.1002/anie.200703934 ↗
29. Rosi N. L. · Science · 2003 · 300 · 112710.1126/science.1083440 ↗
30. Yoon M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 268810.1002/anie.201206410 ↗
31. Horike S. · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 237610.1021/ar300291s ↗
32. Ramaswamy P. · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 591310.1039/C4CS00093E ↗
33. Rocca J. D. · Acc. Chem. Res. · 2011 · 44 · 95710.1021/ar200028a ↗
34. Horcajada P. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2006 · 45 · 597410.1002/anie.200601878 ↗
35. 10.1038/ncomms334410.1038/ncomms3344 ↗
36. Fei H. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 720210.1021/ja102134c ↗
37. Mao C. · J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 136 · 757910.1021/ja5030723 ↗
38. Akiyama G. · Adv. Mater. · 2011 · 23 · 329410.1002/adma.201101356 ↗
39. Goesten M. G. · J. Catal. · 2011 · 281 · 17710.1016/j.jcat.2011.04.015 ↗
40. Ponomareva V. G. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 1564010.1021/ja305587n ↗
41. Li R. · J. Mater. Chem. A · 2014 · 2 · 216810.1039/C3TA14267A ↗
42. Gao L. · J. Am. Chem. Soc. · 2014 · 136 · 720910.1021/ja501958u ↗
43. Uemura T. · Chem. Commun. · 2005 · 596810.1039/b508588h ↗
44. Uemura T. · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 122810.1039/b802583p ↗
45. Comotti A. · Angew. Chem. Int. Ed. · 2012 · 51 · 1013610.1002/anie.201205618 ↗
46. Yanai N. · Chem. Mater. · 2012 · 24 · 474410.1021/cm3031768 ↗
47. Distefano G. · Nat. Chem. · 2013 · 5 · 33510.1038/nchem.1576 ↗
48. Uemura T. · Chem. Mater. · 2013 · 25 · 377210.1021/cm4025843 ↗
49. Radhakrishnan L. · Chem. Mater. · 2011 · 23 · 122510.1021/cm102921y ↗
50. Kim M. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 1808210.1021/ja3079219 ↗
51. Bai L. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2015 · 7 · 505610.1021/am5089549 ↗
52. Bromberg L. · Chem. Mater. · 2014 · 26 · 625710.1021/cm503098p ↗
53. Férey G. · Science · 2005 · 309 · 204010.1126/science.1116275 ↗
54. Juan-Alcaniz J. · J. Catal. Sci. Technol. · 2013 · 3 · 231110.1039/c3cy00272a ↗
55. Donnan F. G. · J. Membr. Sci. · 1995 · 100 · 4510.1016/0376-7388(94)00297-C ↗
56. Hong D. Y. · Adv. Funct. Mater. · 2009 · 19 · 153710.1002/adfm.200801130 ↗
57. O’Neill C. · Chem. Technol. Biotechnol. · 1999 · 74 · 100910.1002/(SICI)1097-4660(199911)74:11<1009::AID-JCTB153>3.0.CO;2-N ↗
58. Budd P. M. · J. Mater. Chem. · 2005 · 15 · 197710.1039/b417402j ↗