清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Cooperative Interactions with Water Drive Hysteresis in a Hydrophilic Metal–Organic Framework

磁滞 金属有机骨架 材料科学 金属 化学工程 纳米技术 化学 有机化学 工程类 吸附 冶金 物理 凝聚态物理
作者
Julius J. Oppenheim,Ching-Hwa Ho,Dalal Alezi,Justin L. Andrews,Tianyang Chen,Bhavish Dinakar,Francesco Paesani,Mircea Dincă
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:36 (7): 3395-3404 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.4c00172
摘要

Devices that utilize the reversible capture of water vapor provide solutions to water insecurity, increasing energy demand, and sustainability. In all of these applications, it is important to minimize water adsorption–desorption hysteresis. Hysteresis is particularly difficult to avoid for sorbents that bind water strongly, such as those that take up below 10% relative humidity (RH). Even though the theoretical factors that affect hysteresis are understood, understanding the structure–function correlations that dictate the hysteretic behavior in water sorbents remains a challenge. Herein, we synthesize a new hexagonal microporous framework, Ni2Cl2BBTQ (H2BBTQ = 2H,6H-benzo[1,2-d][4,5-d′]bistriazolequinone), to elucidate these principles. Uniquely among its known isoreticular analogues, Ni2Cl2BBTQ presents unusually high hysteresis caused by strong wetting seeded by a particularly strong zero-coverage interaction with water. A combination of vibrational spectroscopies and detailed molecular dynamics simulations reveals that this hysteretic behavior is the result of an intricate hydrogen-bonding network, in which the monolayer consists of water simultaneously binding to open nickel sites and hydrogen bonding to quinone sites. This latter hydrogen-bonding interaction does not exist in other isoreticular analogues: it prevents facile water dynamics and drives hysteresis. Our results highlight an important design criterion for water sorbents: in order to drive water uptake in progressively dry conditions, the common strategy of increasing hydrophilicity can cause strong wetting and the formation of superclusters, which lead to undesirable hysteresis. Instead, hysteresis-free water uptake at extremely low humidity is best promoted by decreasing the pore size, rather than increasing hydrophilicity.
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
科研通AI6.1应助热心晓丝采纳,获得10
5秒前
gzhy完成签到,获得积分10
8秒前
11秒前
无奈的书琴完成签到 ,获得积分10
14秒前
小山己几完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
大方念云完成签到 ,获得积分10
17秒前
chinahaozi完成签到,获得积分10
17秒前
超级安阳完成签到 ,获得积分10
21秒前
yiersansi完成签到,获得积分10
22秒前
大力的灵雁应助chinahaozi采纳,获得10
23秒前
Alien完成签到,获得积分10
25秒前
李某人发布了新的文献求助10
26秒前
热心晓丝发布了新的文献求助10
27秒前
所所应助Alien采纳,获得10
29秒前
35秒前
39秒前
Seagull完成签到,获得积分10
43秒前
薛小白完成签到 ,获得积分10
45秒前
xiaohaibao完成签到 ,获得积分10
46秒前
奚斌完成签到,获得积分10
52秒前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
53秒前
幽默的破茧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
茉莉柠檬完成签到,获得积分20
1分钟前
闪闪飞机完成签到,获得积分20
1分钟前
闪闪飞机发布了新的文献求助10
1分钟前
药药55完成签到,获得积分10
1分钟前
张凡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tszjw168完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jiaaniu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
糊涂的青烟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
情怀应助闪闪飞机采纳,获得10
1分钟前
多喝水完成签到 ,获得积分10
1分钟前
赵一完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Mine发布了新的文献求助10
1分钟前
糖糖完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6436686
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251037
关于积分的说明 17551455
捐赠科研通 5494996
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898214
邀请新用户注册赠送积分活动 1874900
关于科研通互助平台的介绍 1716186