Desimetrización de vértices dirigida por enlaces para la producción de polímeros de coordinación con alta porosidad

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química Química es la química.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• Los polímeros de coordinación microporosos (MCP) son cruciales para el almacenamiento y la separación de gases.
• El control de la simetría de los enlaces puede influir en la topología y propiedades resultantes del marco.
• Comprender las relaciones estructura-propiedad en los MCP es clave para el diseño de materiales avanzados.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nuevos polímeros de coordinación microporosos no interpenetrados (MCP) utilizando la desimetrización de vértices.
• Investigar las propiedades de adsorción de gas y adsorción en fase líquida de estos nuevos MCP.
• Explorar el impacto de los enlaces de simetría reducida en las estructuras de marco y el comportamiento de adsorción.

Principales métodos:

• Síntesis de cinco MCPs a través de la desimetrización de vértices utilizando enlaces con grupos de coordinación no equivalentes de simetría.
• Análisis de sorción de gas (por ejemplo, absorción de hidrógeno) y estudios de adsorción en fase líquida de compuestos organosulfurados (dibenzothiophene y 4,6-dimethyldibenzothiophene).
• Caracterización de las características estructurales, incluidos los grupos metálicos y las topologías de red.

Principales resultados:

• Se sintetizaron con éxito cinco nuevos MCP no interpenetrados, con clústeres de metales raros y nuevas topologías de red.
• Los marcos polimórficos UMCM-152 y UMCM-153 mostraron altas superficies de BET (~ 3300-3500 m2/g) y una absorción significativa de hidrógeno (5,7-5,8 por ciento en peso).
• La adsorción en fase líquida de los compuestos organosulfurados varió significativamente, lo que indica que la adsorción no depende únicamente de la superficie o la identidad del metal.

Conclusiones:

• La desimetrización de vértices es una estrategia efectiva para crear MCPs complejos con diversas características estructurales.
• El estudio proporciona evidencia de que la adsorción en fase líquida en MCP está influenciada por factores más allá de la superficie y los grupos de metales.
• Los MCP descubiertos, como el UMCM-151 y el UMCM-154, muestran motivos estructurales únicos como múltiples ruedas de Cu y grupos de ruedas de zinc.