热化学变异性多孔性的地质化伊米达酸框架的热化学
James T Hughes1, Thomas D Bennett, Anthony K Cheetham
1Peter A. Rock Thermochemistry Laboratory, NEAT ORU, University of California, Davis, Davis, California 95616, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 29, 2012
概括
热化学分析的热化物伊米达酸框架 (ZIFs) 显示,它们是能量转移稳定的. 尽管孔隙性增加,但能量不稳定性是温和的,这表明开发高度多孔的材料没有热力学障碍.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热化学 热化学 热化学
- 有孔的材料有孔的材料
背景情况:
- 焦化石模酸框架 (ZIFs) 是一种高度多孔的材料.
- 了解ZIF的热力学稳定性对于其应用至关重要.
- 之前的研究已经探索了类似的多孔材料的特性,如MOF-5和热带石.
研究的目的:
- 通过室温水溶液热量计,对一系列ZIF进行首次热化学分析.
- 确定各种ZIF的形成和它们与孔隙性和结构的关系.
- 评估ZIF相对于其密集组件前体的热力学稳定性.
主要方法:
- 用室温水溶液热量计来测量形成的度.
- 对密集成分:金属氧化物 (ZnO,CoO) 和伊米达连接剂进行了透测定.
- 用密度函数理论 (DFT) 的计算来支持实验结果.
主要成果:
- 测量了疏散的ZIF,合成的ZIF-4和无形的ZIF-4的形成度.
- 所有研究的ZIF都表现出形成的外热热量,但在能量上是不稳定的.
- 随着多孔性的增加,静脉内不稳定性增加,其狭窄范围为13.027.1 kJ/mol,可从135.9248.8 cm3/mol.到135.9248.8 cm3/mol.
结论:
- 尽管摩尔体积显著增加,但适度的能量不稳定表明缺乏强大的热力学屏障.
- 这些发现与其他多孔无机材料中观察到的趋势一致,表明了更广泛的模式.
- 对于持续开发高度多孔的ZIF材料,目前没有直接的热力学障碍.
