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J-GLOBAL ID：201502260819003450   整理番号：15A0512695

In-soc-MOF中の水素収着の解明: 開放金属サイト,狭いチャンネル,および対イオンによる荷電金属-有機骨格構造

Understanding Hydrogen Sorption in In-soc-MOF: A Charged Metal-Organic Framework with Open-Metal Sites, Narrow Channels, and Counterions

著者 (8件)： PHAM Tony (Univ. South Florida, Florida, USA) ,  FORREST Katherine A. (Univ. South Florida, Florida, USA) ,  HOGAN Adam (Univ. South Florida, Florida, USA) ,  TUDOR Brant (Univ. South Florida, Florida, USA) ,  MCLAUGHLIN Keith (Univ. South Florida, Florida, USA) ,  BELOF Jonathan L. (Lawrence Livermore National Lab., California, USA) ,  ECKERT Juergen (Univ. South Florida, Florida, USA) ,  SPACE Brian (Univ. South Florida, Florida, USA)
資料名： Crystal Growth & Design  (Crystal Growth & Design)
巻： 15  号： 3  ページ： 1460-1471  発行年： 2015年03月 
JST資料番号： W1323A  ISSN： 1528-7483  CODEN： CGDEFU  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： In₃Oの3量体構築ブロックと5,5′-アゾビス(1,3-ベンゼンジカルボン酸)(ABBDC)リンカーによって合成した荷電金属-有機骨格構造In-soc-MOF中の水素収着をグランドカノニカルモンテカルロ(GCMC)法によってシミュレートした。この高い荷電/極性MOFは開放金属In³⁺サイト,せまいチャンネル,およびNO₃^-対イオンを含有している。このシミュレーションに用いた分極性水素モデルイオンの水素収着等温線は77K/87K,低圧(1.0atmまで),77K,高圧(40.0atmまで),および298K,高圧(50.0atmまで)における実験データと定量的に一致した。この一致にも関わらず,GCMC計算による吸着熱Q_st値は実験値よりかなり高くなった。低圧におけるGCMCシミュレーションはNO₃^-イオン上にH₂分子が吸着していることを示している。このMOFの非弾性中性子散乱(INS)スペクトルを測定すると吸着分子はNO₃^-イオンを包接している遊離ケージにのみ接近できることがわかった。これは吸着分子がカルセランド状のカプセルに入るために拡散障壁を乗り越えなければならないことを示している。シミュレーションセル中のすべてのNO₃^-イオンをブロックするとQ_st値は実験値とよく一致した。高圧におけるシミュレーションは吸着した水素分子が77K,5.0atmで濃密な液/流体になることを示している。In-soc-MOF中の水素収着に関するGCMCシミュレーションはMOF中の優先的吸着サイトを示している。誘導双極子の分布に対応する3Dヒストグラムは水分子がNO₃^-イオン,InO₃3量体,およびアゾベンゼンのN原子に結合することを示している。これらの荷電/極性部分の組み合わせとIn-soc-MOF中のせまい小孔サイズから77K,1.0atmでこのMOF中の水素収着が著しく高くなることがわかった。In-soc-MOF中のNO₃^-イオンに吸着した水素分子の2D量子回転レベルの計算値はj=0からj=1への転移を示し,INSスペクトルの実測値の5.0meVピークで一致した。

シソーラス用語： *インジウム錯体 ,  *オキソ錯体 ,  多核錯体 ,  硝酸 ,  *ネットワーク構造 ,  *水素 ,  *収着 ,  正準形式 ,  モンテカルロ法 ,  計算機シミュレーション ,  *吸着等温式 ,  極低温 ,  低圧 ,  高圧 ,  超高圧 ,  *吸着熱 ,  中性子散乱 ,  非弾性散乱 ,  分子回転 ,  *回転遷移
準シソーラス用語： 三核錯体 ,  非弾性中性子散乱

分類 (3件)： 非遷移金属元素の錯体  (CE01030C) ,  非遷移金属元素の錯体の結晶構造  (BK09020M) ,  吸着の電子論  (CB12042Y)

物質索引 (1件)： 5,5′-アゾビス(イソフタル酸)

タイトルに関連する用語 (7件)： SOC ,  MOF ,  水素収着 ,  チャンネル ,  対イオン ,  荷電 ,  金属-有機骨格