Probing the mechanism of CO2 capture in diamine-appended metal–organic frameworks using measured and simulated X-ray spectroscopy

文献情報

出版日 2015-07-23
DOI 10.1039/C5CP02951A
インパクトファクター 3.676
著者

Walter S. Drisdell, Roberta Poloni, Thomas M. McDonald, Tod A. Pascal, Liwen F. Wan, C. Das Pemmaraju, Bess Vlaisavljevich, Samuel O. Odoh, Jeffrey B. Neaton, David Prendergast, Jeffrey B. Kortright


原文を見る

要旨

Diamine-appended metal–organic frameworks display great promise for carbon capture applications, due to unusual step-shaped adsorption behavior that was recently attributed to a cooperative mechanism in which the adsorbed CO2 molecules insert into the metal–nitrogen bonds to form ordered ammonium carbamate chains [McDonald et al., Nature, 2015, 519, 303]. We present a detailed study of this mechanism by in situ X-ray absorption spectroscopy and density functional theory calculations. Distinct spectral changes at the N and O K-edges are apparent upon CO2 adsorption in both mmen-Mg2(dobpdc) and mmen-Mn2(dobpdc), and these are evaluated based upon computed spectra from three potential adsorption structures. The computations reveal that the observed spectral changes arise from specific electronic states that are signatures of a quasi-trigonal planar carbamate species that is hydrogen bonded to an ammonium cation. This eliminates two of the three structures studied, and confirms the insertion mechanism. We note the particular sensitivity of X-ray absorption spectra to the insertion step of this mechanism, underpinning the strength of the technique for examining subtle chemical changes upon gas adsorption.

関連文献

Evidence for coherent mixing of excited and charge-transfer states in the major plant light-harvesting antenna, LHCII

Charusheela Ramanan, Marco Ferretti, Henny van Roon, Vladimir I. Novoderezhkin, Rienk van Grondelle

2017-08-03 Paper

DOI: 10.1039/C7CP03038J

Ionic liquids for metal extraction from chalcopyrite: solid, liquid and gas phase studies

O. Kuzmina, D. Godfrey, T. Albrecht, T. Welton

2017-07-26 Paper

DOI: 10.1039/C7CP03540C

Novel multiple phosphorescence in nanostructured zinc oxide and calculations of correlated colour temperature

Sagnik Das, Uttam Kumar Ghorai, Rajib Dey, Chandan Kumar Ghosh, Mrinal Pal

2017-08-08 Paper

DOI: 10.1039/C7CP03631K

Interfacial structure of atomically flat polycrystalline Pt electrodes and modified Sauerbrey equation

Jutae Kim, Patrick Urchaga, Stève Baranton, Christophe Coutanceau, Gregory Jerkiewicz

2017-06-23 Paper

DOI: 10.1039/C7CP02528A

Photo-switching of a non-ionic azobenzene amphiphile in Langmuir and Langmuir–Blodgett films

Emilia Piosik, Michał Kotkowiak, Izabela Korbecka, Zbigniew Galewski, Tomasz Martyński

2017-08-10 Paper

DOI: 10.1039/C7CP03514D

Mechanical properties and electronic structure of edge-doped graphene nanoribbons with F, O, and Cl atoms

Sebastián Piriz, Luciana Fernández-Werner, Helena Pardo, Ricardo Faccio, Álvaro W. Mombrú

2017-07-18 Paper

DOI: 10.1039/C7CP02948A

Calix[n]arene-based polyradicals: enhancing ferromagnetism by avoiding edge effects

Ibério de P. R. Moreira, Francesc Illas

2017-08-11 Paper

DOI: 10.1039/C7CP04145D

Spectroscopic characterization of the on-surface induced (cyclo)dehydrogenation of a N-heteroaromatic compound on noble metal surfaces

I. Palacio, A. L. Pinardi, J. I. Martínez, A. Preobrajenski, A. Cossaro, A. Jancarik, I. Stará, I. Starý, J. Méndez, J. A. Martín-Gago, M. F. López

2017-07-31 Paper

DOI: 10.1039/C7CP03955G

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

3-(2-オキサプロピル)ベンzoic酸はどのように合成されますか?

3-(2-オキサプロピル)ベンzoic酸は、ベンzoic酸とプロパノ酸をヒドロキシム化合物として反応させて生成します。具体的には、ベンzoic酸とプロパノ酸を反...

205927-63-53-(2-Oxopropyl)benzo...
化合物よくある質問

BOC-L-3-氟苯丙氨酸の主な用途は何ですか?

BOC-L-3-フローユーノリファンリンは、合成化学や薬品開発のための保護基として広く使用されています。

114873-01-73-Fluoro-N-{[(2-meth...
化合物よくある質問

4-メチル-4-ピペリジニル-1-ピロリドイン甲酸の主な用途は何ですか?

4-メチル-4-ピペリジニル-1-ピロリドイン甲酸は、主に医薬品の合成材料や研究用物質として使用されます。さらに、一部の薬理学的研究にも応用されています。

885523-47-7(4-Methyl-4-piperidi...
化合物よくある質問

Biotin-PEG3-oxyamine HCl塩について、適切な化合物名称に適用される法規ガイドラインは何ですか?

Biotin-PEG3-oxyamine HCl塩は、GHS( Globally Harmonized System of Classification and...

1786206-22-1Biotin-PEG3-oxyamine...
化合物よくある質問

N-(4-イソチオシアネートフェニル)-2-メトキシアリニンはどのように合成されますか?

N-(4-イソチオシアネートフェニル)-2-メトキシアリニンは、4-イソチオシアノフェノールと2-メトキシアリニルアミンのアミニド反応を用いて合成されます。この...

915919-57-2N-(4-Isothiocyanatop...
化合物よくある質問

金粉蕨亭2'-O-葡萄糖甙の主な用途は何ですか?

金粉蕨亭2'-O-葡萄糖甙は主に薬理研究や医薬品製造に使用され、抗炎症作用や抗がん作用などがあります。また、その構造や性質から、合成化学や化学生理学の研究にも用...

76947-60-92-(7-Hydroxy-2,2,4,6...
化合物よくある質問

2-(2-ニトロフェニル)酢酸ヒドライドの物理化学的性質は何ですか?

2-(2-ニトロフェニル)酢酸ヒドライドのCAS番号は114953-81-0です。この化合物は白色結晶性粉末で、分子量は244.12です。水溶性は限られており、...

114953-81-02-(2-Nitrophenyl)ace...
化合物よくある質問

5-(ヒドロキシメチル)-2-チオキソ-2,3-ジヒドロピリミジン-4(1H)-オンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

この化合物は高活性のため、取り扱いには注意が必要です。PPE(個人保護具)としてゴーグル、ガントリー、および防滴シールドを着用することが推奨されます。ドラフトチ...

93185-31-05-(Hydroxymethyl)-2-...
化合物よくある質問

11-脱氢血栓烷 b2の市場動向や研究トレンドはどうですか?

11-脱氢血栓烷 b2は、血栓溶解・抗凝固作用に関する研究で注目を集めています。特に心血管疾患の治療法開発において、市場の需要が高まっています。研究トレンドとし...

67910-12-77-{(2R,3S,4S)-4-Hydr...
化合物よくある質問

3,3-二甲基哌啶-4-酮はどのように保存すればよいですか?

3,3-二甲基哌啶-4-酮は避光、常温、乾燥した場所で保存してください。容器は密閉し、遠くから火源を離して保管することを確認してください。

150668-82-93,3-Dimethyl-4-piper...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。