使用X射线光谱学探测金属有机框架中的吸附相互作用
Walter S Drisdell1, Roberta Poloni, Thomas M McDonald
1Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory , Berkeley, California 94720, United States.
Journal of the American Chemical Society
|November 15, 2013
概括
射线光谱学揭示了像二氧化碳这样的气体分子如何与金属有机框架 (MOF) 结合. 在Mg位点的电子签名的变化表明吸附,为MOF-气体相互作用提供了洞察力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学 化学 化学
- 物理 物理学 物理
背景情况:
- 金属有机框架 (MOF) 具有独特的多孔结构,具有开放的金属位点.
- 了解MOF中的客分子吸附对于诸如气体储存和分离等应用至关重要.
研究的目的:
- 在Mg-MOF-74.4中的协调性不和Mg位点研究分子吸附的局部电子签名.
- 为了将X射线光谱数据与理论计算相关联,以了解吸附机制.
主要方法:
- 在现场Mg K边缘X射线光谱学.
- 第一个原则密度函数理论 (DFT) 计算.
- 使用CO2和N,N'-二甲基甲胺 (DMF) 的吸附性研究.
主要成果:
- 在Mg K边缘观察到明显的前边缘吸收特征,与开放的Mg协调部位相关.
- 这些特征在二氧化碳和DMF吸附时被抑制,表明局部对称性发生了变化.
- DFT的计算证实,光谱变化是由于局部对称度的改变,并取决于金属-酸盐结合强度.
结论:
- X射线光谱是一种强大的工具,用于探测开放金属位点的MOF中气体吸附时的局部对称性变化.
- 这些发现为使用光谱学研究MOF中的吸附动态提供了基础.
- 观察到的现象在Mg-MOF-74和扩展的Mg2 ((dobpdc) 框架中一致.
