A Robust Infinite Zirconium Phenolate Building Unit to Enhance the Chemical Stability of Zr MOFs

Abstract

A novel Zr-chain based MOF, namely MIL-163, was designed and successfully synthesized using a bis-1,2,3-trioxobenzene ligand. Endowed with large square-shaped channels of 12 Å width, it shows remarkable water uptake (ca. 0.6 cm(3) g(-1) at saturating vapor pressure) and a remarkable stability in simulated physiological media, where archetypical Zr carboxylate MOFs readily degrade.

Stable Metal–Organic Frameworks: Design, Synthesis, and Applications

“…Many efforts were made to explain the above phenomenon . In acid, the degradation of MOFs is mainly caused by the competition of proton and metal ion for the coordinating linkers.…”

“…They are usually essential reactants or work with their conjugated acids as buffer pairs to control the pH of the solution in reaction systems. Therefore, it is important to study the robustness of MOFs in aqueous solutions with these coordinating anions . Because all the aforementioned coordinating anions can be classified as hard Lewis bases, they tend to interact strongly with high‐valency metal ions, which is reflected by the high binding constants of these anions with Zr 4+ , Fe 3+ , and Al 3+ .…”

Phenolische Bausteine für die Assemblierung von Funktionsmaterialien

“…Die GA‐basierten MOFs sind isostrukturell und bestehen aus unbegrenzten Ketten von MO 6 ‐Oktaedern (wobei M = Zr IV , Fe III , Mn II , Co II , Ni II , Mg II ist), die durch die Gallate verbunden sind (ein Beispiel ist in Abbildung a zu sehen) . Durch die Erweiterung auf GA‐basierte MOF‐Strukturen kann ein synthetischer Digallat‐Ligand zur Bildung phenolischer Zr IV ‐MOFs verwendet werden (Abbildung b,c) . Sowohl GA‐ als auch digallat‐basierte MOFs weisen aufgrund des hohen p K a ‐Wertes der Phenolatgruppen, der die Zr‐O‐Bindungen stärkt, eine gegenüber typischen Zr IV ‐Carboxylat‐MOFs erhöhte chemische und hydrolytische Stabilität auf …”

“…Durch die Erweiterung auf GA‐basierte MOF‐Strukturen kann ein synthetischer Digallat‐Ligand zur Bildung phenolischer Zr IV ‐MOFs verwendet werden (Abbildung b,c) . Sowohl GA‐ als auch digallat‐basierte MOFs weisen aufgrund des hohen p K a ‐Wertes der Phenolatgruppen, der die Zr‐O‐Bindungen stärkt, eine gegenüber typischen Zr IV ‐Carboxylat‐MOFs erhöhte chemische und hydrolytische Stabilität auf …”

“…Struktur der Zr IV ‐Gallat MOFs: (b) Ansicht einer einzelnen Kette, die Zr‐Atome koordiniert durch Gallolgruppen zeigt, und (c) Ansicht der Struktur entlang der [001]‐Richtung. Reproduziert mit Genehmigung . Copyright 2015 Wiley‐VCH.…”