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多孔配位高分子 (ELM-11)

加納らは多孔配位高分子であるELM-11 [=Cu(bpy)2(BF4)2] (ELM = Elastic Layer-structured Metal organic framework) の優れた特徴を報告しています。その報告によると,ELM-11はbpy分子が銅イオンにx-y平面状に架橋した二次元正方格子がz軸方向に積層した構造をしており,z軸は柔軟性に富みます。その構造柔軟性に由来する優れたゲート型のガス吸着等温線を示しています。例えば,混合ガス(N2:O2:CO2 (18:12:40, v/v))からELM-11への一回の吸着操作で99%以上の高純度CO2を分離回収しています。ELM-11はpre-ELM-11  [=[Cu(bpy)(BF4)2(H2O)2]bpy] を加熱脱水することにより得られています。

“Elastic layer-structured metal organic frameworks (ELMs)”

H. Kanoh, A. Kondo, H. Noguchi, H. Kajiro, A. Tohdoh, Y. Hattori, W.-C. Xu, M. Inoue, T. Sugiura, K. Morita, H. Tanaka, T. Ohba, K. Kaneko, J. Colloid Interface Sci. 2009, 334, 1. DOI: 10.1016/j.jcis.2009.03.020

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Elastic layer-structured metal organic frameworks (ELMs) having flexible two-dimensional structure show a gate phenomenon in sorption/desorption of simple gas molecules. The gate phenomenon is accompanied by expansion/shrinkage of the layers. The gas sorption/desorption is not based on a physical adsorption, but on a chemical reaction, which includes high cooperativity. The cooperative reaction could be analyzed thermodynamically. The gate phenomenon showed advantages in separation of CO2 from mixed gases and in storage of CH4 owing to easy release of absorbed molecules.

 

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