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
aaa完成签到,获得积分10
36秒前
vandung完成签到,获得积分10
1分钟前
默默然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
菠萝集装箱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
lsl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
楚国发布了新的文献求助10
2分钟前
斯文败类应助WYB采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
抓住努力的尾巴完成签到 ,获得积分10
2分钟前
WYB发布了新的文献求助10
2分钟前
ff相信好事来临完成签到,获得积分20
2分钟前
2分钟前
WYB完成签到,获得积分10
2分钟前
楚国完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI6.4应助dom采纳,获得10
3分钟前
科研通AI6.4应助楚国采纳,获得10
3分钟前
深情安青应助紧张的海露采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
如歌完成签到,获得积分10
3分钟前
紧张的海露完成签到,获得积分10
3分钟前
科研通AI6.3应助dom采纳,获得10
4分钟前
Bgeelyu发布了新的文献求助10
4分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
4分钟前
halooo应助雪山飞龙采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
45度科研狗完成签到 ,获得积分10
5分钟前
楚国发布了新的文献求助10
5分钟前
雪山飞龙完成签到,获得积分10
5分钟前
SCINEXUS完成签到,获得积分0
5分钟前
科研通AI6.3应助楚国采纳,获得10
5分钟前
6分钟前
drkyy完成签到,获得积分10
6分钟前
酷盖不太冷完成签到 ,获得积分10
6分钟前
Kao应助dom采纳,获得10
6分钟前
咕噜噜完成签到 ,获得积分10
6分钟前
6分钟前
怡然的扬发布了新的文献求助10
6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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Roms fliessende Grenzen : Archäologische Landesausstellung Nordrhein-Westfalen 1000
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Geist der Kunst und Kultur 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
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 7424615
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9027641
关于积分的说明 19230915
捐赠科研通 7053767
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3235603
关于科研通互助平台的介绍 2398931
邀请新用户注册赠送积分活动 2218067