2009
DOI: 10.1002/ange.200902681
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Size‐Selective Sorption of Small Organic Molecules in One‐Dimensional Channels of an Ionic Crystalline Organic–Inorganic Hybrid Compound Stabilized by π–π Interactions

Abstract: The design and syntheses of porous materials such as zeolites and metal-organic frameworks (MOFs) are areas of intense research because of their unique properties in gas storage, separation, and heterogeneous catalysis. [1] Crystalline microporous zeolites show shape-selective adsorption properties because the sizes of the channel apertures formed by the covalently bonded [TO 4 ] (T= Si, Al, P, Ti, etc.) and/or [MO 6 ] (M = V, Mn, Mo, etc.) units can be controlled. [1e,l-n] In contrast, the pore sizes of MOF… Show more

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“…PPICs 最重要的性质是其多孔性。通常来说,PPICs 孔结构要远大于普通的多酸晶体 [15] 。比 如,(NH 4 ) 3 [PW 12 O 40 ]多酸晶格中的 NH 4 + 和[PW 12 O 40 ] 3− 紧密堆积,没有形成孔结构。也有一些研 究表明,在 pH 较低的还原性溶液中或者紫外照射下,几十甚至上百个钼原子能够自组装,形成 具有孔结构的大尺寸环形或球形多酸团簇,用于手性客体识别 [25~27] 。然而,这类尺寸较大的团 簇制备困难、组装过程难以控制 [28] 。PPICs 制备工艺简便,在室温下,POMs 阴离子和配合物阳 [29] 、多 酸阴离子 [30,31] 以及抗衡阳离子 [29] 的变化对于离子晶体孔道尺寸的影响。通过系统地研究发现, [20] 。 不同种类的抗衡阳离子对 POMs 溶解度和稳定性影响极大。 对于 PPICs 而言, 阳离子组成既有抗衡阳离子, 也有配位化合物大阳离子簇, 因此具有更为丰富的可调节性。 首先,PPICs 的配合物阳离子部分可引入特定的官能团和桥接/末端配体,对其孔结构和理化性质 等进行系统地调节。比如,引入芳香基团 [29,32~34] 、烯烃 [35] 或氰基 [31] 作 为 大 阳 离 子 的 π-π 堆叠而成的稳定一维通道 [29,33,34] 。此外,Mizuno 等人 [35] 首次将烯烃引入 PPICs 中,利用了 [31] 还将氰基引入 PPICs 中, 利用极性氰基稳定结晶水,防止阴阳离子紧密堆积,形成了一维中孔结构,如图 2 所示。其次, PPICs 的抗衡阳离子种类也很丰富。Mizuno 课题组 [36] 通过引入不同的一价阳离子:Na + (半径, ) 的晶体结构图 [36] ; (b) A=K + , Rb + , NH 4 + , Cs + ; (c) A=TMA + [36] ; (d) [31] ; (e), (f) PPICs 的疏水、亲水通道 [36] • nH 2 O (A= Na + ) [36] ; (b) A=K + , Rb + , NH [31] ; (e), (f) hydrophobic and hydrophilic channels of PPICs [36] 除阳离子部分外, POMs 阴离子也是 PPICs 的重要组成部分, 通过调变 POMs 阴离子类型, 所制备的离子晶体也会展现出不同的结构和性能。目前所报道的 PPICs 大多由廉价易得、化学稳 定性良好的 Keggin 型 POM 组成, 也有一少部分是基于 Dawson [30,37,38] 和 Anderson [39] 型多酸阴离 A c c e p t e d https://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2021-1035 [40] 发现, 3− (M = Mo, W)团簇在充放电过程中分子和电子结构的变化 [41] 。此外, Chen 课 题组 [42,43] 发现, 较大的 Keplerate 型多酸团簇{Mo 72 V 30 }和{Mo 72 Fe 30 }也可以通过多次可逆的氧化…”
Section: 多酸基多孔离子晶体的多孔性unclassified
“…PPICs 最重要的性质是其多孔性。通常来说,PPICs 孔结构要远大于普通的多酸晶体 [15] 。比 如,(NH 4 ) 3 [PW 12 O 40 ]多酸晶格中的 NH 4 + 和[PW 12 O 40 ] 3− 紧密堆积,没有形成孔结构。也有一些研 究表明,在 pH 较低的还原性溶液中或者紫外照射下,几十甚至上百个钼原子能够自组装,形成 具有孔结构的大尺寸环形或球形多酸团簇,用于手性客体识别 [25~27] 。然而,这类尺寸较大的团 簇制备困难、组装过程难以控制 [28] 。PPICs 制备工艺简便,在室温下,POMs 阴离子和配合物阳 [29] 、多 酸阴离子 [30,31] 以及抗衡阳离子 [29] 的变化对于离子晶体孔道尺寸的影响。通过系统地研究发现, [20] 。 不同种类的抗衡阳离子对 POMs 溶解度和稳定性影响极大。 对于 PPICs 而言, 阳离子组成既有抗衡阳离子, 也有配位化合物大阳离子簇, 因此具有更为丰富的可调节性。 首先,PPICs 的配合物阳离子部分可引入特定的官能团和桥接/末端配体,对其孔结构和理化性质 等进行系统地调节。比如,引入芳香基团 [29,32~34] 、烯烃 [35] 或氰基 [31] 作 为 大 阳 离 子 的 π-π 堆叠而成的稳定一维通道 [29,33,34] 。此外,Mizuno 等人 [35] 首次将烯烃引入 PPICs 中,利用了 [31] 还将氰基引入 PPICs 中, 利用极性氰基稳定结晶水,防止阴阳离子紧密堆积,形成了一维中孔结构,如图 2 所示。其次, PPICs 的抗衡阳离子种类也很丰富。Mizuno 课题组 [36] 通过引入不同的一价阳离子:Na + (半径, ) 的晶体结构图 [36] ; (b) A=K + , Rb + , NH 4 + , Cs + ; (c) A=TMA + [36] ; (d) [31] ; (e), (f) PPICs 的疏水、亲水通道 [36] • nH 2 O (A= Na + ) [36] ; (b) A=K + , Rb + , NH [31] ; (e), (f) hydrophobic and hydrophilic channels of PPICs [36] 除阳离子部分外, POMs 阴离子也是 PPICs 的重要组成部分, 通过调变 POMs 阴离子类型, 所制备的离子晶体也会展现出不同的结构和性能。目前所报道的 PPICs 大多由廉价易得、化学稳 定性良好的 Keggin 型 POM 组成, 也有一少部分是基于 Dawson [30,37,38] 和 Anderson [39] 型多酸阴离 A c c e p t e d https://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2021-1035 [40] 发现, 3− (M = Mo, W)团簇在充放电过程中分子和电子结构的变化 [41] 。此外, Chen 课 题组 [42,43] 发现, 较大的 Keplerate 型多酸团簇{Mo 72 V 30 }和{Mo 72 Fe 30 }也可以通过多次可逆的氧化…”
Section: 多酸基多孔离子晶体的多孔性unclassified
“…Recently a new field of research has emerged based on the direct assembly of POMs and organic cations leading to the formation of a variety of supramolecular structures which have been used in various domains [ 48 , 49 , 50 , 51 , 52 , 53 , 54 ]. Various polyoxometalates have been used although Keggin structures were preferred for their higher stability and fully symmetric structure.…”
Section: Other Oxidesmentioning
confidence: 99%
“…[1][2][3][4][5] Though the effective and facile approach for the synthesis of such materials is still a great challenge due to the lack of the understanding in formation mechanisms, nevertheless many examples with interesting compositions and structures have been synthesized through judicious combination of a metal "node" and a ligand "spacer," as well as act synergistically to provide access to a vast diversity of structural topologies. [6][7][8] Multicarboxylate ligands are good candidates for the construction of MOFs solids organized by coordination bonds, hydrogen bonds, and π -π stacking interaction, due to their diverse coordination ability.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%