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Two Structurally Similar Co5 Cluster-Based Metal–Organic Frameworks Containing Open Metal Sites for Efficient C2H2/CO2 Separation
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-11-28 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c03319 Dan Gao 1 , Tao Ding 1 , Wei-Wei Yan 1 , Li-Na Zheng 1 , Ke-Feng Xie 2 , Zi-Wei Gao 3
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2022-11-28 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.2c03319 Dan Gao 1 , Tao Ding 1 , Wei-Wei Yan 1 , Li-Na Zheng 1 , Ke-Feng Xie 2 , Zi-Wei Gao 3
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To reasonably design and synthesize metal–organic frameworks (MOFs) with high stability and excellent adsorption/separation performance, the pore configuration and functional sites are very important. Here, we report two structurally similar cluster-based MOFs using a pyridine-modified low-symmetry ligand [H4L = 2,6-bis(2′,5′-dicarboxyphenyl)pyridine], [(NH2Me2)2][Co5(L)2(OCH3)2(μ3-OH)2·2DMF]·2DMF·2H2O (1) and [Co5(L)2(μ3-OH)2(H2O)2]·2H2O·4DMF (2). The structures of 1 and 2 are built from Co5 clusters, which have one-dimensional open channels, but their microporous environments are different due to the different ways in which ligands bind to the metals. Both MOFs have extremely high chemical stabilities over a wide pH range (2–12). The two MOFs have similar adsorption capacities of C2H2 (144.0 cm3 g–1 for 1 and 141.3 cm3 g–1 for 2), but 1 has a higher C2H2/CO2 selectivity of 3.5 under ambient conditions. The difference in gas adsorption and separation between the two MOFs has been compared by a breakthrough experiment and theoretical calculation, and the influence of the microporous environment on the gas adsorption and separation performance of MOFs has been further studied.
中文翻译：
两个结构相似的基于 Co5 簇的金属-有机骨架包含开放金属位点以实现高效的 C2H2/CO2 分离
为了合理设计和合成具有高稳定性和优异吸附/分离性能的金属有机框架（MOFs），孔结构和功能位点非常重要。在这里，我们使用吡啶修饰的低对称配体 [H 4 L = 2,6-双(2',5'-二羧基苯基)吡啶]，[(NH 2 Me 2 ) 2 ] 报告了两种结构相似的基于簇的 MOF ][Co 5 (L) 2 (OCH 3 ) 2 (μ 3 -OH) 2 ·2DMF]·2DMF·2H 2 O ( 1 )和[Co 5 (L) 2 (μ 3 -OH) 2(H 2 O) 2 ]·2H 2 O·4DMF ( 2 )。1和2的结构由具有一维开放通道的Co 5团簇构成，但由于配体与金属结合的方式不同，它们的微孔环境也不同。两种 MOF 在很宽的 pH 范围 (2–12) 内都具有极高的化学稳定性。这两种 MOF 具有相似的 C 2 H 2吸附能力（ 1为144.0 cm 3 g –1，2为141.3 cm 3 g –1 ），但1在环境条件下具有3.5的更高的C 2 H 2 /CO 2选择性。通过突破性的实验和理论计算比较了两种MOFs在气体吸附分离方面的差异，进一步研究了微孔环境对MOFs气体吸附分离性能的影响。
更新日期：2022-11-28
中文翻译：
两个结构相似的基于 Co5 簇的金属-有机骨架包含开放金属位点以实现高效的 C2H2/CO2 分离
为了合理设计和合成具有高稳定性和优异吸附/分离性能的金属有机框架（MOFs），孔结构和功能位点非常重要。在这里，我们使用吡啶修饰的低对称配体 [H 4 L = 2,6-双(2',5'-二羧基苯基)吡啶]，[(NH 2 Me 2 ) 2 ] 报告了两种结构相似的基于簇的 MOF ][Co 5 (L) 2 (OCH 3 ) 2 (μ 3 -OH) 2 ·2DMF]·2DMF·2H 2 O ( 1 )和[Co 5 (L) 2 (μ 3 -OH) 2(H 2 O) 2 ]·2H 2 O·4DMF ( 2 )。1和2的结构由具有一维开放通道的Co 5团簇构成，但由于配体与金属结合的方式不同，它们的微孔环境也不同。两种 MOF 在很宽的 pH 范围 (2–12) 内都具有极高的化学稳定性。这两种 MOF 具有相似的 C 2 H 2吸附能力（ 1为144.0 cm 3 g –1，2为141.3 cm 3 g –1 ），但1在环境条件下具有3.5的更高的C 2 H 2 /CO 2选择性。通过突破性的实验和理论计算比较了两种MOFs在气体吸附分离方面的差异，进一步研究了微孔环境对MOFs气体吸附分离性能的影响。
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