Large-Area Crystalline Zeolitic Imidazolate Framework Thin Films.
ZIF-67
crystallization
metal-organic frameworks
thin films
Journal
Angewandte Chemie (International ed. in English)
ISSN: 1521-3773
Titre abrégé: Angew Chem Int Ed Engl
Pays: Germany
ID NLM: 0370543
Informations de publication
Date de publication:
14 Jun 2021
14 Jun 2021
Historique:
received:
29
03
2021
pubmed:
16
4
2021
medline:
16
4
2021
entrez:
15
4
2021
Statut:
ppublish
Résumé
We report that continuous MOF films with highly controlled thickness (from 44 to 5100 nm) can be deposited over length scales greater than 80 centimeters by a facile, fast, and cost-effective spray-coating method. Such success relies on our discovery of unprecedented perfectly dispersed colloidal solutions consisting of amorphous MOF nanoparticles, which we adopted as precursors that readily converted to the crystalline films upon low-temperature in situ heating. The colloidal solutions allow for the fabrication of compact and uniform MOF films on a great deal of substrates such as fluorine-doped tin oxide, glass, SiO
Identifiants
pubmed: 33856098
doi: 10.1002/anie.202104366
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
14124-14130Informations de copyright
© 2021 Wiley-VCH GmbH.
Références
H. Furukawa, N. Ko, Y. B. Go, N. Aratani, S. B. Choi, E. Choi, A. O. Yazaydin, R. Q. Snurr, M. O'Keeffe, J. Kim, O. M. Yaghi, Science 2010, 329, 424-428.
O. M. Yaghi, M. O'Keeffe, N. W. Ockwig, H. K. Chae, M. Eddaoudi, J. Kim, Nature 2003, 423, 705-714.
H. Furukawa, K. E. Cordova, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2013, 341, 1230444.
S. Zhou, Y. Wei, L. Li, Y. Duan, Q. Hou, L. Zhang, L. X. Ding, J. Xue, H. Wang, J. Caro, Sci. Adv. 2018, 4, eaau1393;
A. Cadiau, K. Adil, P. M. Bhatt, Y. Belmabkhout, M. Eddaoudi, Science 2016, 353, 137-140;
X. Cui, K. Chen, H. Xing, Q. Yang, R. Krishna, Z. Bao, H. Wu, W. Zhou, X. Dong, Y. Han, B. Li, Q. Ren, M. J. Zaworotko, B. Chen, Science 2016, 353, 141-144;
A. Knebel, B. Geppert, K. Volgmann, D. I. Kolokolov, A. G. Stepanov, J. Twiefel, P. Heitjans, D. Volkmer, J. Caro, Science 2017, 358, 347-351;
L. Li, R. B. Lin, R. Krishna, H. Li, S. Xiang, H. Wu, J. Li, W. Zhou, B. Chen, Science 2018, 362, 443-446;
P. Q. Liao, N. Y. Huang, W. X. Zhang, J. P. Zhang, X. M. Chen, Science 2017, 356, 1193-1196.
M. P. Suh, H. J. Park, T. K. Prasad, D. W. Lim, Chem. Rev. 2012, 112, 782-835;
Y. Peng, V. Krungleviciute, I. Eryazici, J. T. Hupp, O. K. Farha, T. Yildirim, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11887-11894;
R. Banerjee, A. Phan, B. Wang, C. Knobler, H. Furukawa, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2008, 319, 939-943;
M. Eddaoudi, J. Kim, N. Rosi, D. Vodak, J. Wachter, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Science 2002, 295, 469-472.
M. S. Yao, X. J. Lv, Z. H. Fu, W. H. Li, W. H. Deng, G. D. Wu, G. Xu, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 16510-16514;
Angew. Chem. 2017, 129, 16737-16741;
G. Lu, J. T. Hupp, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7832-7833;
J. Dong, K. Zhang, X. Li, Y. Qian, H. Zhu, D. Yuan, Q. H. Xu, J. Jiang, D. Zhao, Nat. Commun. 2017, 8, 1142.
Y. Liu, H. Wang, W. Shi, W. Zhang, J. Yu, B. K. Chandran, C. Cui, B. Zhu, Z. Liu, B. Li, C. Xu, Z. Xu, S. Li, W. Huang, F. Huo, X. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 8884-8888;
Angew. Chem. 2016, 128, 9030-9034;
S. M. Yoon, S. C. Warren, B. A. Grzybowski, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4437-4441;
Angew. Chem. 2014, 126, 4526-4530;
L. Pan, G. Liu, H. Li, S. Meng, L. Han, J. Shang, B. Chen, A. E. Platero-Prats, W. Lu, X. Zou, R. W. Li, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17477-17483;
S. Sakaida, K. Otsubo, O. Sakata, C. Song, A. Fujiwara, M. Takata, H. Kitagawa, Nat. Chem. 2016, 8, 377-383;
Y. Zhong, B. Cheng, C. Park, A. Ray, S. Brown, F. Mujid, J.-U. Lee, H. Zhou, J. Suh, K.-H. J. S. Lee, Science 2019, 366, 1379-1384.
J. D. Xiao, H. L. Jiang, Acc. Chem. Res. 2019, 52, 356-366;
J. Lee, O. K. Farha, J. Roberts, K. A. Scheidt, S. T. Nguyen, J. T. Hupp, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1450-1459;
C. M. McGuirk, M. J. Katz, C. L. Stern, A. A. Sarjeant, J. T. Hupp, O. K. Farha, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 919-925;
W. Zhang, Z. Y. Wu, H. L. Jiang, S. H. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14385-14388;
G. Lu, S. Li, Z. Guo, O. K. Farha, B. G. Hauser, X. Qi, Y. Wang, X. Wang, S. Han, X. Liu, J. S. DuChene, H. Zhang, Q. Zhang, X. Chen, J. Ma, S. C. Loo, W. D. Wei, Y. Yang, J. T. Hupp, F. Huo, Nat. Chem. 2012, 4, 310-316;
J. S. Seo, D. Whang, H. Lee, S. I. Jun, J. Oh, Y. J. Jeon, K. Kim, Nature 2000, 404, 982-986;
H. B. Wu, X. W. D. Lou, Sci. Adv. 2017, 3, eaap9252.
S. Hermes, F. Schroder, R. Chelmowski, C. Woll, R. A. Fischer, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13744-13745.
T. Rodenas, I. Luz, G. Prieto, B. Seoane, H. Miro, A. Corma, F. Kapteijn, I. X. F. X. Llabres, J. Gascon, Nat. Mater. 2015, 14, 48-55;
B. Ghalei, K. Sakurai, Y. Kinoshita, K. Wakimoto, A. P. Isfahani, Q. Song, K. Doitomi, S. Furukawa, H. Hirao, H. Kusuda, Nat. Energy 2017, 2, 17086.
P. C. Lemaire, J. Zhao, P. S. Williams, H. J. Walls, S. D. Shepherd, M. D. Losego, G. W. Peterson, G. N. Parsons, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 9514-9522.
C. R. Wade, M. Li, M. Dinca, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13377-13381;
Angew. Chem. 2013, 125, 13619-13623;
M. Li, M. Dinca, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12926-12929.
P. Falcaro, K. Okada, T. Hara, K. Ikigaki, Y. Tokudome, A. W. Thornton, A. J. Hill, T. Williams, C. Doonan, M. Takahashi, Nat. Mater. 2017, 16, 342-348.
I. Stassen, M. Styles, G. Grenci, H. V. Gorp, W. Vanderlinden, S. D. Feyter, P. Falcaro, D. D. Vos, P. Vereecken, R. Ameloot, Nat. Mater. 2016, 15, 304-310.
E. Virmani, J. M. Rotter, A. Mahringer, T. von Zons, A. Godt, T. Bein, S. Wuttke, D. D. Medina, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4812-4819.
M. Eddaoudi, D. F. Sava, J. F. Eubank, K. Adil, V. Guillerm, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 228-249.
K. Zhou, B. Mousavi, Z. X. Luo, S. Phatanasri, S. Chaemchuen, F. Verpoort, J. Mater. Chem. A 2017, 5, 952-957.
K. S. Park, Z. Ni, A. P. Cote, J. Y. Choi, R. Huang, F. J. Uribe-Romo, H. K. Chae, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 10186-10191.
A. Phan, C. J. Doonan, F. J. Uribe-Romo, C. B. Knobler, M. O'Keeffe, O. M. Yaghi, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 58-67.
Y. Zhu, J. Ciston, B. Zheng, X. Miao, C. Czarnik, Y. Pan, R. Sougrat, Z. Lai, C. E. Hsiung, K. Yao, I. Pinnau, M. Pan, Y. Han, Nat. Mater. 2017, 16, 532-536.
B. Hachuła, M. Nowak, J. Kusz, J. Chem. Crystallogr. 2010, 40, 201-206;
H. T. Kwon, H. K. Jeong, A. S. Lee, H. S. An, J. S. Lee, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 12304-12311;
Y. Hu, H. Kazemian, S. Rohani, Y. Huang, Y. Song, Chem. Commun. 2011, 47, 12694-12696.
Z. Öztürk, M. Filez, B. M. Weckhuysen, Chem. Eur. J. 2017, 23, 10915-10924;
A. Qiao, T. D. Bennett, H. Tao, A. Krajnc, G. Mali, C. M. Doherty, A. W. Thornton, J. C. Mauro, G. N. Greaves, Y. Yue, Sci. Adv. 2018, 4, eaao6827.
X. L. Ma, P. Kumar, N. Mittal, A. Khlyustova, P. Daoutidis, K. A. Mkhoyan, M. Tsapatsis, Science 2018, 361, 1008-1011.
W. J. Li, J. Liu, Z. H. Sun, T. F. Liu, J. Lu, S. Y. Gao, C. He, R. Cao, J. H. Luo, Nat. Commun. 2016, 7, 11830;
Z. G. Gu, S. C. Chen, W. Q. Fu, Q. Zheng, J. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 7259-7264;
Y. G. Ha, K. Everaerts, M. C. Hersam, T. J. Marks, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1019-1028.
R. Lo Nigro, R. G. Toro, G. Malandrino, V. Raineri, I. L. Fragalà, Adv. Mater. 2003, 15, 1071-1075.
R. Warmbier, A. Quandt, G. Seifert, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 11799-11805;
E. Redel, Z. Wang, S. Walheim, J. Liu, H. Gliemann, C. Wöll, Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 091903.
X.-C. Huang, Y.-Y. Lin, J.-P. Zhang, X.-M. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1557-1559;
Angew. Chem. 2006, 118, 1587-1589.