High Proton Conductivity in a Flexible, Cross-Linked, Ultramicroporous Magnesium Tetraphosphonate Hybrid Framework

Autor: Rosario M. P. Colodrero, Konstantinos D. Demadis, Aurelio Cabeza, Didier Villemin, Jordi Rius, Laura León-Reina, Miguel A. G. Aranda, Daniel Hernández-Alonso, Bernard Moreau, Miguel Palomino, Enrique R. Losilla, Fernando Rey, Pascual Olivera-Pastor
Přispěvatelé: Laboratoire de chimie moléculaire et thioorganique (LCMT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M), Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU), Institut Pascal (IP), SIGMA Clermont (SIGMA Clermont)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Univ Politecnica Valencia Consejo Super Invest, Inst Tecnol Quim UPV CSIC, Valencia 46022, Spain, Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut Normand de Chimie Moléculaire Médicinale et Macromoléculaire (INC3M), Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Le Havre Normandie (ULH), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2012
Předmět:
Zdroj: Inorganic Chemistry
Inorganic Chemistry, American Chemical Society, 2012, 51 (14), pp.7689-7698. ⟨10.1021/ic3007316⟩
RIUMA. Repositorio Institucional de la Universidad de Málaga
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Inorganic Chemistry, 2012, 51 (14), pp.7689-7698. ⟨10.1021/ic3007316⟩
RIUMA: Repositorio Institucional de la Universidad de Málaga
Universidad de Málaga
RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valéncia
ISSN: 1520-510X
0020-1669
DOI: 10.1021/ic3007316
Popis: Multifunctional materials, especially those combining two or more properties of interest, are attracting immense attention due to their potential applications. MOFs, metal organic frameworks, can be regarded as multifunctional materials if they show another useful property in addition to the adsorption behavior. Here, we report a new multifunctional light hybrid, MgH6ODTMP·2H2O(DMF)0.5 (1), which has been synthesized using the tetraphosphonic acid H8ODTMP, octamethylenediamine-N,N,N′,N′-tetrakis(methylenephosphonic acid), by highthroughput methodology. Its crystal structure, solved by Patterson-function direct methods from synchrotron powder Xray diffraction, was characterized by a 3D pillared open framework containing cross-linked 1D channels filled with water and DMF. Upon H2O and DMF removal and subsequent rehydration, MgH6ODTMP·2H2O (2) and MgH6ODTMP·6H2O (3) can be formed. These processes take place through crystalline−quasi-amorphous−crystalline transformations, during which the integrity of the framework is maintained. A water adsorption study, at constant temperature, showed that this magnesium tetraphosphonate hybrid reversibly equilibrates its lattice water content as a function of the water partial pressure. Combination of the structural study and gas adsorption characterization (N2, CO2, and CH4) indicates an ultramicroporous framework. High-pressure CO2 adsorption data are also reported. Finally, impedance data indicates that 3 has high proton conductivity σ = 1.6 × 10−3 S cm−1 at T = 292 K at ∼100% relative humidity with an activation energy of 0.31 eV. Proyecto nacional MAT2010-15175 (MICINN, España)
Databáze: OpenAIRE