METAL-ORGANIC FRAMEWORK MATERIALS WITH ULTRAHIGH SURFACE AREAS: IS THE SKY THE LIMIT?

 "Metal–Organic Framework Materials with Ultrahigh Surface Areas: Is the Sky the Limit?" O. K. Farha, I. Eryazici, N. C. Jeong, B. G. Hauser, C. E. Wilmer, A. A. Sarjeant, R. Q. Snurr, S. T. Nguyen, A. O. Yazaydin, J. T. Hupp. JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. In press. 

DOI: 10.1021/ja3055639

We have synthesized, characterized, and computationally simulated/validated the behavior of two new metal–organic framework (MOF) materials displaying the highest experimental Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface areas of any porous materials reported to date (~7000 m²/g). Key to evacuating the initially solvent-filled materials without pore collapse, and thereby accessing the ultrahigh areas, is the use of a supercritical CO₂ activation technique. Additionally, we demonstrate computationally that by shifting from phenyl groups to “space efficient” acetylene moieties as linker expansion units, the hypothetical maximum surface area for a MOF material is substantially greater than previously envisioned (~14600 m²/g (or greater) versus ~10500 m²/g).

Se sintetizó, caracterizó y se simuló/validó computacionalmente el comportamiento de dos nuevas estructuras metal-orgánicas (MOF), que muestran las mayores áreas superficiales Brunauer-Emmett-Teller (BET) que hasta el día de hoy se hayan reportado (~7000 m²/g) . La clave para evacuar los materiales, inicialmente rellenos de disolventes, sin que los poros colapsen, y así alcanzar áreas ultra-altas, está en el uso de la técnica de activación supercrítica con CO₂. Adicionalmente, se demuestra computacionalmente, que a partir del desplazamiento de grupos fenil para lograr entidades de acetileno "espacialmente eficientes" que funcionen como unidades ligantes de expansión, la hipotética máxíma área superficial para un material MOF es substancialmente mayor que las previstas anteriormente (~14600 m²/g (o mayor) versus ~10500 m²/g).

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja3055639