Click chemistry-derived Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs) with CO2-philic tetrazole groups: chemistry and gas transport
Notice bibliographique
Résumé
The well-known spirocyclic ladder polymer of intrinsic microporosity (PIM-1) [1] was modified using a “click chemistry” [2 + 3] cycloaddition reaction to yield novel PIMs containing tetrazole units. The complete conversion of the nitrile to tetrazole groups on PIM-1 with sodium azide and zinc chloride was achieved without chain degradation. As far as we are aware, this is the first report of the conversion of a polymeric aromatic nitrile to tetrazole. The resulting tetrazole-substituted PIM (TZ-PIM) was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and proton nuclear magnetic resonance (1H NMR spectra), and a methyl-TZ-PIM derivative allowed further elucidation by gel permeation chromatography (GPC), and other methods. A series of TZ-PIMs containing various amounts of tetrazole substituents had distinctly better solubility in protic solvents (such as DMF, DMSO, DMAc) compared with the nitrile-containing PIM-1 precursor. The TZ-PIM series were evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA), which showed that the polymeric tetrazoles had an onset of decomposition at ~190 °C. Compared with PIM-1, the TZ-PIM series showed higher selectivity for pure gas pairs, such as CO2/N2 and for mixed CO2/N2, with a corresponding decrease in permeability. Good selectivity coupled with high permeability combines to exceed the Robeson upper-bound (2008) performance limit for pure gas pairs CO2/N2 . Additionally, the CO2/N2 mixed gas with different feed compositions surprisingly shows even higher selectivity with moderate permeability, exceeding the Robeson upper-bound (2008) by a greater extent. This could be rationalized by preferential selective sorption of CO2 in TZ-PIM, enhanced by strong interaction with tetrazole, thereby hindering the transport of N2 in gas mixtures [2]. This work extends the spectrum of PIMs beyond those reported previously and also demonstrates that significant improvements in gas transport properties may be achieved through post-modification of PIM materials containing nitrile groups.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».