水合条件下含桨轮次级构建单元金属有机框架的稳定性与水解脱
材料科学
2012-09-13 v1
摘要
大多数典型金属有机框架 (MOFs) 在水分存在下的不稳定性始终是工业规模开发的限制因素。在这项工作中，我们研究了微孔桨轮框架 M(bdc)(ted)0.5 [M=Cu, Zn, Ni, Co; bdc= 1,4-苯二甲酸酯; ted= 三乙烯二胺] 在受控湿度环境下的解离机制。结合原位红外光谱、拉曼光谱和粉末 X 射线衍射测量表明，同构 M(bdc)(ted)0.5 化合物在暴露于水蒸气时的稳定性和改性关键取决于中心金属离子。在 Cu(bdc)(ted)0.5 的情况下，观察到水分子与 Cu-O-C 的水解反应。在 Zn(bdc)(ted)0.5 和 Co(bdc)(ted)0.5 中，鉴定出水分子对 ted 连接体的置换反应。相比之下，Ni(bdc)(ted)0.5 比其他三种化合物更不易与水蒸气发生反应。此外，水蒸气在框架内的冷凝是启动解离反应所必需的。这些发现得到了基于第一性原理理论的范德华密度泛函 (vdW-DF) 对总反应焓计算的支持，为确定此类具有桨轮次级构建单元的 MOFs 的操作条件提供了必要信息，并为开发更 robust 的单元提供了指导。
引用
@article{arxiv.1209.2564,
title = {Stability and Hydrolyzation of Metal Organic Frameworks with Paddle-Wheel SBUs upon Hydration},
author = {Kui Tan and Nour Nijem and Pieremanuele Canepa and Qihan Gong and Jing Li and Timo Thonhauser and Yves J. Chabal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.2564},
year = {2012}
}