Mechanochemical Synthesis Enables Melting, Glass Formation and Glass-Ceramic Conversion in a Cadmium-based Zeolitic Imidazolate Framework

沸石咪唑盐骨架 陶瓷 材料科学 咪唑酯 化学工程 冶金 化学 物理化学 金属有机骨架 吸附 工程类
作者
Wen‐Long Xue,Alexander Klein,Mounir El Skafi,Jan‐Benedikt Weiß,Felix Egger,Hui Ding,Suresh K. Vasa,Christian H. Liebscher,Mirijam Zobel,Rasmus Linser,Jin‐Chong Tan,Sebastian Henke
出处
期刊:
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2025-x9s5h-v2
摘要

Metal-organic frameworks (MOFs) are versatile materials with tunable properties and broad applications. Here, we report the first cadmium-based zeolitic imidazolate framework (ZIF) glass, prepared by melt-quenching sub-micrometer-sized Cd(im)2 particles (im– = imidazolate) obtained via mechanochemical synthesis. This route increases defect density and reduces crystallite domain size, lowering the melting temperature from 461 °C (for larger solution-synthesized microcrystals) to 455 °C, thereby mitigating thermal decomposition during melting. Crystalline Cd(im)2 adopts a two-fold interpenetrated diamondoid (dia-c) topology, assembled from tetrahedral Cd2+ centers and im– linkers. Rapid cooling yields a monolithic glass with a glass transition temperature (Tg) of 175 °C. Structural analysis confirms that short-range connectivity within individual networks is maintained, whereas interactions between the interpenetrated networks are disrupted. Upon reheating, partial recrystallization produces a single-component glass-ceramic with enhanced mechanical properties, an unprecedented behavior in melt-quenched ZIF glasses. Investigations of thermal parameters (cooling rates) and partial linker substitution reveal strategies for tuning the phase behavior of both glass and glass-ceramic. These findings extend ZIF glass systems to second-row transition metal ions and underscore mechanochemical synthesis as a tool for tailoring the thermal properties of MOFs. This dual-phase functionality, combining glassy and crystalline domains of identical composition within a single material, offers potential for applications in thermal energy storage, phase change memory, and optics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
彭于晏应助gxh采纳,获得10
3秒前
张怡完成签到 ,获得积分10
3秒前
6秒前
xingzhutang完成签到,获得积分20
6秒前
00发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
sinlar发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
传奇3应助00采纳,获得100
10秒前
12发布了新的文献求助10
10秒前
cc发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
暮灯完成签到,获得积分0
12秒前
14秒前
15秒前
CipherSage应助活泼莫英采纳,获得10
15秒前
lml发布了新的文献求助10
16秒前
code_Z发布了新的文献求助10
16秒前
深情安青应助MOMO采纳,获得10
16秒前
梧桐树发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
徐海玲完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
zzz关注了科研通微信公众号
19秒前
阳光发布了新的文献求助10
19秒前
魏凯源完成签到,获得积分10
19秒前
李爱国应助直率雪曼采纳,获得10
19秒前
20秒前
ding应助00采纳,获得10
20秒前
21秒前
金刚小叮当完成签到 ,获得积分10
21秒前
test07完成签到,获得积分10
21秒前
皓_完成签到,获得积分10
21秒前
螳蛉完成签到,获得积分10
22秒前
马克发布了新的文献求助10
22秒前
丘比特应助lemon采纳,获得10
22秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7747815
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9296109
关于积分的说明 20233424
捐赠科研通 7329094
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3308716
关于科研通互助平台的介绍 2460470
邀请新用户注册赠送积分活动 2320653