電荷分離型ルイスペア金属有機フレームワークを用いたアニオン交換とCO2化学固定化の研究

Charge-Separated and Lewis Paired Metal-Organic Framework for Anion Exchange and CO2 Chemical Fixation.

• Sheela Thapa
• Lingyao Meng
• Eshani Hettiarachchi
• Yousef K Bader
• Diane A Dickie
• Gayan Rubasinghege
• Sergei A Ivanov
• Erika C Vreeland
• Yang Qin

抄録

電荷分離型金属有機フレームワーク(MOF)は、露出したイオン種に由来する付加的な特性を持つユニークなMOFの一種である。本研究では、四面体ホウ酸塩配位子とCo 2+カチオンから合成した新しい電荷分離型MOFであるUNM-6を報告する。UNM-6は、B原子とCo原子の間の化学量論的不均衡にもかかわらず、4倍の相互作用を持つ対称性の高いP-43n空間群に結晶化する。これらのNO 3 -イオンは、他の様々なアニオンと定量的に交換することができ、細孔内でルイス酸（Co 2+）とルイス塩基（アニオン）のペアを形成し、潜在的に協力的な触媒活性をもたらします。例えば、Br-アニオンとのアニオン交換後のMOFであるUNM-6-Brは、CO2の環状炭酸塩への化学固定化反応において高い触媒活性と安定性を示します。

Charge-separated metal-organic frameworks (MOFs) are a unique class of MOFs that can possess added properties originating from the exposed ionic species. We report a new charge-separated MOF, namely UNM-6, synthesized from a tetrahedral borate ligand and Co 2+ cation. UNM-6 crystalizes into the highly symmetric P-43n space group with four-fold interpenetration, despite the stoichiometric imbalance between the B and Co atoms, which also leads to loosely bound NO 3 - anions within the crystal structure. These NO 3 - ions can be quantitatively exchanged with various other anions, leading to Lewis acid (Co 2+ ) and Lewis base (anions) pairs within the pores and potentially cooperative catalytic activities. For example, UNM-6-Br, the MOF after anion exchange with Br - anions, displays high catalytic activity and stability in reactions of CO 2 chemical fixation into cyclic carbonates.

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