Understanding The Fascinating Origins of CO<sub>2</sub> Adsorption and Dynamics in MOFs
Notice bibliographique
Résumé
Metal–organic frameworks (MOFs) have shown great promise for the adsorption and separation of gases, including the greenhouse gas CO 2 . In order to improve performance and realize practical applications for MOFs as CO 2 adsorbents, a deeper understanding of the number and type of CO 2 adsorption mechanisms must be unlocked, along with fine details of CO 2 motion within MOFs. Using several complementary characterization methods is a promising protocol for comprehensively investigating the various host–guest interactions between MOFs and CO 2 . In this work, a combination of solid state NMR (SSNMR) and single crystal X-ray diffraction (SCXRD) has been utilized to reveal both the location and dynamics of adsorbed CO 2 within the related PbSDB and CdSDB MOFs, as well as to probe the role of metal centers in CO 2 adsorption. 13 C SSNMR experiments targeting CO 2 reveal the number of unique adsorption sites and the types of CO 2 dynamics present, as well as their associated motional rates and angles. 111 Cd and 207 Pb SSNMR methods are used to probe the influence of CO 2 adsorption on the MOF metal centers, and also to investigate the possibility of any metal–guest interactions. SCXRD experiments yield the exact locations and occupancies of adsorbed CO 2 in both MOFs; by pairing this information with SSNMR data, a comprehensive model of CO 2 adsorption and dynamics in PbSDB and CdSDB has been established. Both MOFs share a common adsorption site in the V-shaped “π-pocket” formed by the phenyl rings of an individual V-shaped organic linker, while CdSDB also features an additional π-pocket adsorption site arising from the phenyl rings of two linkers joined by Cd. SCXRD and SSNMR data indicate that CO 2 adsorbed at the SDB-based π pocket in both MOFs exhibits a local rotation or “wobbling” at an individual adsorption site, as well as a nonlocalized jumping or “hopping” between symmetry-equivalent adsorption sites. The combined analysis of SCXRD and SSNMR data has the potential to yield rich information regarding guest dynamics, adsorption locations, and host–guest interactions in many MOFs.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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