Record-Breaking H 2 S Capture and ppm-Level Sensing with a Chemically Stable Porous Organic Cage.

Autor: Obeso JL; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico.; Laboratorio Nacional de Ciencia, Tecnología y Gestión Integrada del Agua (LNAgua), Instituto Politécnico Nacional, CICATA U. Legaria, Legaria 694 Irrigación, Miguel Hidalgo, CDMX, 11500, Mexico., Hu D; Department of Chemistry & ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Inovation Center, Zhejiang University, Zhejiang, 311215, China., López-Cervantes VB; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico., Amador-Sánchez YA; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico., Flores CV; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico.; Laboratorio Nacional de Ciencia, Tecnología y Gestión Integrada del Agua (LNAgua), Instituto Politécnico Nacional, CICATA U. Legaria, Legaria 694 Irrigación, Miguel Hidalgo, CDMX, 11500, Mexico., Flores JG; Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Ciudad de México, 09340, Mexico.; Área de Química Aplicada, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco, Ciudad de México, 02200, Mexico., Ling S; Advanced Materials Research Group, Faculty of Engineering, University of Nottingham, Nottingham, NG7 2RD, UK., Lima E; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico., Gutiérrez-Alejandre A; UNICAT, Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Ciudad de México, 04510, Mexico., Vera MA; Departamento de Química, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Av. San Rafael Atlixco,186, Col. Vicentina, Ciudad de México, 09340, México., Peralta RA; Departamento de Química, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Av. San Rafael Atlixco,186, Col. Vicentina, Ciudad de México, 09340, México., de Los Reyes JA; Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Ciudad de México, 09340, Mexico., Solis-Ibarra D; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico., Ibarra IA; Laboratorio de Fisicoquímica y Reactividad de Superficies (LaFReS), Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior s/n, CU, Coyoacán, Ciudad de México, 04510, Mexico.; On sabbatical as 'Catedra Dr. Douglas Hugh Everett' at Departamento de Química, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Avenida San Rafael Atlixco 186, Leyes de Reforma 1ra Sección, Iztapalapa, Ciudad de México, 09310, Mexico., Liu M; Department of Chemistry & ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Inovation Center, Zhejiang University, Zhejiang, 311215, China.
Jazyk: angličtina
Zdroj: Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany) [Small] 2024 Nov 06, pp. e2408155. Date of Electronic Publication: 2024 Nov 06.
DOI: 10.1002/smll.202408155
Abstrakt: The first experimental investigation of a porous organic cage (POC) for the challenging task of H 2 S capture is reported. The N-containing cage molecular material, a tertiary amine POC (6FT-RCC3), demonstrates the highest H 2 S (hydrogen sulfide) capture (record capacity) for a porous material at room temperature and atmospheric pressure (20.6 mmol H 2 S g -1 ; 25 H 2 S molecules per cage) combined with excellent reversibility for at least five adsorption-desorption cycles. In situ FTIR spectroscopy, solid-state 13 C, and 15 N CP MAS NMR spectroscopy experiments are applied to investigate the adsorption mechanism, identifying relatively weak interactions via hydrogen bonding. In addition, the fluorescence performances of this POC material are evaluated for the detection and sensing of H 2 S, where a clear H 2 S selectivity is observed over other gases. Remarkably, the limit of detection (LOD) is calculated to be 0.13 mm (≈4.43 ppm) in a tetrahydrofuran (THF) solution of H 2 S.
(© 2024 Wiley‐VCH GmbH.)
Databáze: MEDLINE
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