金属-有机框架中的多气体吸附及单点协同作用

《SCIENCE》：Multigas adsorption with single-site cooperativity in a metal–organic framework

钴(II)-甲基位点MOF在常温常压下高效吸附两个CO分子，首个CO引发钴自旋转变，第二个CO插入钴-甲基键形成乙酰基，产生协同吸附效应，表现为S型等温线，无需长程相互作用。

　　

编辑总结

多孔金属-有机框架中的钴(II)-甲基位点能够结合两个一氧化碳（CO）分子，从而在常温和常压下实现高吸附容量。Carsch等人研究表明，第一个CO分子的结合会引发自旋转变；第二个CO分子的结合会导致第一个CO分子插入钴-甲基键中形成乙酰基。吸附等温线呈S形，表明这一过程是由第二个CO分子结合时的更强相互作用所驱动的。——Phil Szuromi

摘要

金属-有机框架（MOFs）中的协同气体吸附是一种罕见现象，通常涉及多个结合位点之间的长程相互作用。我们研究了一种含有钴(II)-甲基位点的MOF，该MOF能够每个位点选择性地且可逆地捕获两个一氧化碳（CO）分子，从而在常温和常压下实现创纪录的高吸附容量。气体吸附实验以及结构分析、光谱分析和计算结果表明：一个CO分子的结合会引发自旋转变，随后第二个CO分子结合，并使第一个CO分子迁移到钴-甲基键中形成乙酰基。由于第二个CO分子的结合亲和力更强，因此吸附等温线呈现S形，这是协同作用和相变材料的典型特征，尽管该框架内部不存在长程相互作用。