Thermodynamics of solvent interaction with the metal–organic framework MOF-5
文献情報
Di Wu, Carl K. Brozek, Mircea Dincă
The inclusion of solvent in metal–organic framework (MOF) materials is a highly specific form of guest–host interaction. In this work, the energetics of solvent MOF-5 interactions has been investigated by solution calorimetry in 5 M sodium hydroxide (NaOH) at room temperature. Solution calorimetric measurement of enthalpy of formation (ΔHf) of Zn4O(C8H4O4)3·C3H7NO (MOF-5·DMF) and Zn4O(C8H4O4)3·0.60C5H11NO (MOF-5·0.60DEF) from the dense components zinc oxide (ZnO), 1,4-benzenedicarboxylic acid (H2BDC), N,N-dimethylformamide (DMF) and N,N-diethylformamide (DEF) gives values of 16.69 ± 1.21 and 45.90 ± 1.46 kJ (mol Zn4O)−1, respectively. The enthalpies of interaction (ΔHint) for DMF and DEF with MOF-5 are −82.78 ± 4.84 kJ (mol DMF)−1 and −89.28 ± 3.05 kJ (mol DEF)−1, respectively. These exothermic interaction energies suggest that, at low guest loading, Lewis base solvents interact more strongly with electron accepting Zn4O clusters in the MOF than at high solvent loading. These data provide a quantitative thermodynamic basis to investigate transmetallation and solvent assisted linker exchange (SALE) methods and to synthesize new MOFs.
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Physical Chemistry Chemical Physics

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.












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