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J-GLOBAL ID：201602271855586293   整理番号：16A0598571

金属有機骨格[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)(H₂O)₃][H₂O]₇(H₆L=2,4,6-トリメチルベンゼン-1,3,5-トリイルトリス(メチレン)トリホスホン酸)上へのガス/蒸気吸着の速度論的分子ふるい,熱力学と構造的見方

Kinetic molecular sieving, thermodynamic and structural aspects of gas/vapor sorption on metal organic framework [Ni_1.5(4,4′-bipyridine)_1.5(H₃L)(H₂O)₃][H₂O]₇ where H₆L = 2,4,6-trimethylbenzene-1,3,5-triyl tris(methylene)triphosphonic acid

著者 (5件)： Zhao Xuebo (Research Institute of Unconventional Petroleum and Renewable Energy, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, P. R. China) ,  Bell Jon G. ,  Tang Si-Fu ,  Li Liangjun ,  Thomas K. Mark
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 4  号： 4  ページ： 1353-1365  発行年： 2016年01月28日 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 金属有機骨格[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)(H₂O)₃][H₂O]₇(H₆L=2,4,6-トリメチルベンゼン-1,3,5-トリイルトリス(メチレン)トリホスホン酸と4,4′-bipy=4,4′-ビピリジン)を合成した。[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)(H₂O)₃][H₂O]₇の構造と脱水和した形態[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)(H₂O)₃]は単結晶X線回折で同定され,そしてその骨格構造はポア中の乱雑な水分子を持つその脱水和構造と視覚的に同一であった。この骨格構造は{4・6²}₂{6³}₂{6⁸・8⁵・10²}として表示出来る(3,3,6)ネットの異常な骨格構造トポロジーを有するピラーとして作用する二次元Ni_1.5(H₃L)層と4,4′-bipyリンカから構成されている。この骨格構造は狭い窓(断面:4.2×4.2Å)からポア空胴(径が~12Å)迄変化している不規則形状を有する酸性O-H基で修飾された一次元チャネルを持っている。熱重量研究はポア中に吸着された配位並びに格子を形成した水分子双方が超高真空下で除去され[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)]となることを示していた。[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)]に対する水蒸気吸着等温式は3配位されそして~7ポア格子水分子が吸着されその骨格構造が再形成されたことを示した。この脱着等温式はこの格子水が20°Cで真空下容易に脱着され[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)(H₂O)₃]を形成することを示した。温度範囲20-50°Cでの[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)]に対するエタノールの吸着等温式は明らかな履歴特性があった。この化学量論はp/p⁰=0.97且つ20°Cで[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)[1.11C₂H₅OH]であり,[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)(H₂O)₃]のそれの約半分の全ポア体積を与えた。この脱着等温式はエタノールがその安定な骨格構造を示している減圧に対して強く保持されることを示した。酸素,窒素,二酸化炭素と水とエタノール蒸気に対する速度論的プロファイルが吸着並びに脱着双方に対するFickian拡散,結合されたバリア抵抗/拡散(CBRD)と拡張された指数モデルに依って記述された。[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)]に対するガス吸着研究は0°CでのO₂/N₂に対する非常に高速な選択性起こす速度論的分子ふるい現象を明らかにした。二酸化炭素の吸着は酸素と窒素の中間の吸着速度であった。ゼロ表面被覆でのCO₂吸着に対する等比体積エンタルピーは30.7±2.4kJモル^-1であった。この骨格へのCO₂の拡散に対する活性化エネルギーは~48kJモル^-1であった。[Ni_1.5(4,4′-ビピリジン)_1.5(H₃L)]の多孔性構造における狭い窮屈さが速度論的分子ふるい効果を与え,より大きな断面積を持つメタンの様な分子の吸着は起こらなかった。CO₂/CH₄に対する選択率は30°Cで非常に高かった(×1000)。この吸着結果はポア中の拡散,熱力学と表面相互作用を使って議論した。Copyright 2016 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *包接化合物 ,  *ニッケル錯体 ,  配位子 ,  *水和物 ,  *アクア錯体 ,  *分子ふるい ,  構造 ,  脱水反応 ,  骨格 ,  熱重量分析 ,  *吸着等温式 ,  特性 ,  酸素 ,  窒素 ,  二酸化炭素 ,  水 ,  吸着 ,  温度依存性 ,  活性化エネルギー ,  脂肪族アルコール ,  アルカン
準シソーラス用語： MOF【配位高分子】 ,  ガス吸着 ,  *金属-有機骨格 ,  *水和構造 ,  履歴特性

分類 (2件)： 分子化合物  (CE02000C) ,  物理的手法を用いた吸着の研究  (CB12043P)

物質索引 (4件)： 4,4′-ビピリジン ,  エタノール ,  メタン ,  (2,4,6-トリメチルベンゼン-1,3,5-トリイル)トリスメチレントリスホスホン酸

タイトルに関連する用語 (12件)： 金属有機骨格 ,  ビピリジン ,  H2O ,  トリ ,  メチルベンゼン ,  メチレン ,  ホスホン酸 ,  蒸気 ,  吸着 ,  速度論 ,  分子ふるい ,  熱力学