Table Of Content(cid:2)
Introduction to Porous Materials
(cid:2) (cid:2)
(cid:2)
(cid:2)
Inorganic Chemistry
AWileySeriesofAdvancedTextbooks
ISSN:1939-5175
EditorialBoard
DavidAtwood,UniversityofKentucky,USA
BobCrabtree,YaleUniversity,USA
GerdMeyer,IowaStateUniversity,USA
DerekWoollins,UniversityofSt.Andrews,UK
PreviouslyPublishedBooksinthisSeries
MetalsinMedicine,2ndedition
JamesC.Dabrowiak;ISBN978-1-119-19130-8
TheOrganometallicChemistryofN-heterocyclicCarbenes
HanVinhHuynh;ISBN:978-1-118-59377-6
Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life, An Introduction and Guide,
2ndEdition
WolfgangKaim,BrigitteSchwederski,AxelKlein;ISBN:978-0-470-97523-7
StructuralMethodsinMolecularInorganicChemistry
DavidRankin,NorbertMitzelandCaroleMorrison;ISBN:978-0-470-97278-6
IntroductiontoCoordinationChemistry
(cid:2) GeoffreyAlanLawrance;ISBN:978-0-470-51931-8 (cid:2)
ChiralityinTransitionMetalChemistry
HaniAmouri&MichelGruselle;ISBN:978-0-470-06054-4
BioinorganicVanadiumChemistry
DieterRehder;ISBN:978-0-470-06516-7
InorganicStructuralChemistry2ndEdition
UlrichMuller;ISBN:978-0-470-01865-1
LanthanideandActinideChemistry
SimonCotton;ISBN:978-0-470-01006-8
MassSpectrometryofInorganicandOrganometallicCompounds:Tools-Techniques-Tips
WilliamHenderson&J.ScottMcIndoe;ISBN:978-0-470-85016-9
MainGroupChemistry,SecondEdition
A.G.Massey;ISBN:978-0-471-19039-5
SynthesisofOrganometallicCompounds:APracticalGuide
SanshiroKomiya;ISBN:978-0-471-97195-5
ChemicalBonds:ADialog
JeremyBurdett;ISBN:978-0-471-97130-6
TheMolecularChemistryoftheTransitionElements:AnIntroductoryCourse
FrancoisMathey&AlainSevin;ISBN:978-0-471-95687-7
StereochemistryofCoordinationCompounds
AlexandervonZelewsky;ISBN:978-0-471-95599-3
Formoreinformationonthisseriessee:www.wiley.com/go/inorganic
(cid:2)
(cid:2)
Introduction to Porous
Materials
Pascal Van Der Voort
Ghent University
Ghent, Belgium
Karen Leus
Ghent University
(cid:2) Ghent, Belgium (cid:2)
Els De Canck
Recticel NV Insulation
Belgium
(cid:2)
(cid:2)
Thiseditionfirstpublished2019
©2019JohnWiley&SonsLtd
Allrightsreserved.Nopartofthispublicationmaybereproduced,storedinaretrievalsystem,ortransmitted,inanyformor
byanymeans,electronic,mechanical,photocopying,recordingorotherwise,exceptaspermittedbylaw.Adviceonhowto
obtainpermissiontoreusematerialfromthistitleisavailableathttp://www.wiley.com/go/permissions.
TherightofPascalVanDerVoort,KarenLeusandElsDeCancktobeidentifiedastheauthorsofthisworkhasbeenasserted
inaccordancewithlaw.
RegisteredOffices
JohnWiley&Sons,Inc.,111RiverStreet,Hoboken,NJ07030,USA
JohnWiley&SonsLtd,TheAtrium,SouthernGate,Chichester,WestSussex,PO198SQ,UK
EditorialOffice
JohnWiley&SonsLtd,TheAtrium,SouthernGate,Chichester,WestSussex,PO198SQ,UK
Fordetailsofourglobaleditorialoffices,customerservices,andmoreinformationaboutWileyproductsvisitusat
www.wiley.com.
Wileyalsopublishesitsbooksinavarietyofelectronicformatsandbyprint-on-demand.Somecontentthatappearsin
standardprintversionsofthisbookmaynotbeavailableinotherformats.
LimitofLiability/DisclaimerofWarranty
Inviewofongoingresearch,equipmentmodifications,changesingovernmentalregulations,andtheconstantflowof
informationrelatingtotheuseofexperimentalreagents,equipment,anddevices,thereaderisurgedtoreviewandevaluate
theinformationprovidedinthepackageinsertorinstructionsforeachchemical,pieceofequipment,reagent,ordevicefor,
amongotherthings,anychangesintheinstructionsorindicationofusageandforaddedwarningsandprecautions.Whilethe
publisherandauthorshaveusedtheirbesteffortsinpreparingthiswork,theymakenorepresentationsorwarrantieswith
respecttotheaccuracyorcompletenessofthecontentsofthisworkandspecificallydisclaimallwarranties,includingwithout
limitationanyimpliedwarrantiesofmerchantabilityorfitnessforaparticularpurpose.Nowarrantymaybecreatedor
(cid:2) extendedbysalesrepresentatives,writtensalesmaterialsorpromotionalstatementsforthiswork.Thefactthatan (cid:2)
organization,website,orproductisreferredtointhisworkasacitationand/orpotentialsourceoffurtherinformationdoes
notmeanthatthepublisherandauthorsendorsetheinformationorservicestheorganization,website,orproductmayprovide
orrecommendationsitmaymake.Thisworkissoldwiththeunderstandingthatthepublisherisnotengagedinrendering
professionalservices.Theadviceandstrategiescontainedhereinmaynotbesuitableforyoursituation.Youshouldconsult
withaspecialistwhereappropriate.Further,readersshouldbeawarethatwebsiteslistedinthisworkmayhavechangedor
disappearedbetweenwhenthisworkwaswrittenandwhenitisread.Neitherthepublishernorauthorsshallbeliableforany
lossofprofitoranyothercommercialdamages,includingbutnotlimitedtospecial,incidental,consequential,orother
damages.
LibraryofCongressCataloging-in-PublicationData
Names:Voort,P.vander(Pascal),author.|Leus,Karen,author.|Canck,
Elsde,author.
Title:IntroductiontoPorousMaterials/PascalVanDerVoort(Ghent
University,Ghent,Belgium),KarenLeus(GhentUniversity,Ghent,
Belgium),ElsDeCanck(RecticelNVInsulation,Belgium).
Othertitles:Porousmaterials
Description:Firstedition.|Hoboken,NJ:Wiley,[2019]|Includes
bibliographicalreferencesandindex.|
Identifiers:LCCN2019008194(print)|LCCN2019009891(ebook)|ISBN
9781119426585(AdobePDF)|ISBN9781119426707(ePub)|ISBN9781119426608
(hardcover)
Subjects:LCSH:Porousmaterials.|Mesoporousmaterials.|Silicates.
Classification:LCCTA418.9.P6(ebook)|LCCTA418.9.P6V662019(print)|
DDC620.1/16–dc23
LCrecordavailableathttps://lccn.loc.gov/2019008194
CoverDesign:Wiley
CoverImages:CourtesyofPascalVanDerVoort
Setin10/12ptTimesLTStdbySPiGlobal,Chennai,India
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
(cid:2)
(cid:2)
Contents
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
AbouttheAuthors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii
1 Nature’sPorousMaterials:FromBeautifultoPractical . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 LivingPorosity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 Butterflies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Algae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.3 Bamboo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 ClayMinerals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.1 NaturalClays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.2 PillaredInterlayeredClays–PILCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2 TheoryofAdsorptionandCatalysis:SurfaceAreaandPorosity . . . . . . . . . . 15
(cid:2) 2.1 DeterminationofSurfaceAreaandPorositybyGasSorption. . . . . . . . . . 15 (cid:2)
2.1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.2 ChemisorptionandPhysisorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.3 ReversibleMonolayerAdsorption–TheLangmuirIsotherm . . . . . . 16
2.2 TheBET(Brunauer,Emmet,Teller)Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.1 TheBETEquation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.2 MultipointBETAnalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3 CapillaryCondensationandPoreSize,theTypeIVIsotherm . . . . . . . . . . 25
2.3.1 TheKelvinandtheHalseyEquation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2 Barrett,Joyner,Halenda(BJH)PoreSizeDistributions . . . . . . . . 27
2.3.3 TypesofAdsorptionIsotherms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.4 AdsorptionHysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.5 EvaluationofMicropores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.4 LiquidPhaseAdsorption–LangmuirandFreundlichIsotherms . . . . . . . . 37
2.4.1 AdsorptionKinetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4.2 AdsorptionIsotherms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5 HeterogeneousCatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5.2 TypesofCatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.5.3 TowardGreenandSustainableIndustrialChemistry . . . . . . . . . . 46
2.5.4 KineticsinaHeterogeneousCatalyticReaction . . . . . . . . . . . . 50
2.5.5 DiffusionPhenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.A Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
AnswerstotheProblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
(cid:2)
(cid:2)
vi Contents
3 ZeolitesandZeotypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.1 CrystallographicDirectionsandPlanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.1.1 CrystallographicDirections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.1.2 CrystallographicPlanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.2 X-RayDiffraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.3 ZeoliteStructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.4 ApplicationsofZeolites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.1 Ion-Exchange,WaterSoftening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.4.2 Catalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.4.3 GasSorptionandPurification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.5 Solid-StateNMR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.5.1 IntroductiontotheTechniqueNMR . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3.5.2 NuclearMagneticResonance:TheBasics . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.5.3 Solid-StateNMR:TheChallenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.5.4 TheApplicationofSolid-StateNMR . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4 Silica,ASimpleOxide–ACaseStudyforFT–IRSpectroscopy . . . . . . . . . . 121
4.1 DifferentMethodstoSynthesizeSilica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.1.1 SilicaGelsandSols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.1.2 PyrogenicSilicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
4.1.3 PrecipitatedSilicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.2 TheSurfaceofSilica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.3 FourierTransformInfraredSpectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
(cid:2) (cid:2)
4.3.1 PrinciplesofInfraredSpectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.3.2 PrinciplesofFT–IR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
4.3.3 DRIFTS–DiffuseReflectanceInfraredFourierTransformSpectroscopy 138
4.3.4 AttenuatedTotalReflection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5 OrderedMesoporousSilica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.1 MCM-41andMCM-48–RevolutionbytheMobilOilCompany . . . . . . . . 145
5.1.1 TheOriginalPapersandPatents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.1.2 CalculatingtheWallThickness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.1.3 InteractionBetweenSurfactantandInorganicPrecursor . . . . . . . . 151
5.1.4 TheSurfactantPackingParameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
5.1.5 HexagonalMesoporousSilica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.1.6 StableOrderedMesoporousSilica–SBA . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.1.7 PluggedHexagonalTemplatedSilica . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.1.8 TheNewMCM-48:KIT-6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.1.9 FurtherDevelopmentsofMesoporousSilica . . . . . . . . . . . . . . 165
5.1.10 PoreSizeEngineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.1.11 MakingThinFilms–TheEISAPrinciple . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.2 ApplicationsofMesoporousSilica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.2.1 InHeterogeneousCatalysis–FunctionalizationofMesoporousSilica . 168
5.2.2 InAdsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5.2.3 AsaDrugCarrier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
5.2.4 Low-kDielectrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
(cid:2)
(cid:2)
Contents vii
6 Carbons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.1 ActivatedCarbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6.2 GeneralIntroductiontoMesoporousCarbons . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6.2.1 SynthesisofHard-TemplatedMesoporousCarbons . . . . . . . . . . 198
6.2.2 SynthesisofSoft-TemplatedMesoporousCarbons . . . . . . . . . . . 204
6.2.3 InfluenceofSynthesisConditionsontheSoft-TemplatedMethod . . . 207
6.2.4 TransformationofPolymerintoCarbon,theCarbonizationTemperature 215
6.2.5 (Hydro)ThermalandMechanicalStability . . . . . . . . . . . . . . . 216
6.3 SurfaceModificationofMesoporousPolymersandCarbons . . . . . . . . . . 217
6.3.1 Pre-ModificationofPolymers/Carbons . . . . . . . . . . . . . . . . 218
6.3.2 Post-ModificationofPolymers/Carbons . . . . . . . . . . . . . . . . 218
6.4 Nanocarbons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
6.4.1 Fullerenes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
6.4.2 CarbonNanotubes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
6.5 ApplicationofPorousCarbon-BasedMaterials . . . . . . . . . . . . . . . . 227
6.5.1 TheAdsorptionofPollutants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
6.5.2 AsCatalyticSupportorDirectHeterogeneousCatalyst . . . . . . . . 231
6.5.3 ElectrochemicalApplications:EnergyStorage . . . . . . . . . . . . . 237
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
AnswerstotheProblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
7 TheEraoftheHybrids–Part1:PeriodicMesoporousOrganosilicasorPMOS . . 249
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
(cid:2) (cid:2)
7.2 SynthesisofPMOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
7.2.1 GeneralAspectsofPMOSynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
7.2.2 PMOswithAliphaticBridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
7.2.3 PMOswithOlefinicandAromaticBridges . . . . . . . . . . . . . . 258
7.2.4 PMOswithMulti-OrganicBridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
7.3 GeneralPropertiesofPMOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
7.3.1 PoreSizeEngineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
7.3.2 (Hydro)thermalandChemicalStability . . . . . . . . . . . . . . . . 267
7.3.3 MetamorphosisinPMOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
7.4 Post-ModificationofPMOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
7.4.1 Post-FunctionalizationoftheUnsaturatedBridges . . . . . . . . . . . 271
7.4.2 Post-ModificationoftheAromaticRing . . . . . . . . . . . . . . . . 275
7.5 ApplicationsofPMOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
7.5.1 AsHeterogeneousCatalysts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
7.5.2 AsAdsorbentsofMetals,OrganicCompounds,andGases . . . . . . . 290
7.5.3 AsSolidChromatographicPackingMaterials . . . . . . . . . . . . . 294
7.5.4 AsLow-kFilms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
7.5.5 AsBiomedicalSupports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
AnswerstotheProblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
8 EraoftheHybrids–Part2:Metal–OrganicFrameworks . . . . . . . . . . . . . 309
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
8.2 IsoreticularSynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
(cid:2)
(cid:2)
viii Contents
8.3 Well-KnownMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
8.3.1 Cu-BTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
8.3.2 MIL-53 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
8.3.3 MIL-101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
8.3.4 UiO-66 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
8.3.5 NU-1000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
8.3.6 ZIF-8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
8.4 StabilityofMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
8.5 PreparationofMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
8.5.1 Hydro-andSolvothermalSynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
8.5.2 Microwave-AssistedSynthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
8.5.3 ElectrochemicalSynthesisRoute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
8.5.4 High-ThroughputAnalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
8.6 FunctionalitiesinMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
8.6.1 ActiveSitesinMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
8.6.2 MultifunctionalMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
8.7 ApplicationsofMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
8.7.1 MOFsinGasStorageandGasSeparation . . . . . . . . . . . . . . . 332
8.7.2 MOFsinCatalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
8.7.3 LuminescentMOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
8.8 IndustrialApplicationsofMOFs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
8.9 TransmissionElectronMicroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
8.9.1 ElectronDiffractionandBrightFieldImaging . . . . . . . . . . . . . 367
8.9.2 High-ResolutionTransmissionElectronMicroscopy . . . . . . . . . . 368
(cid:2) 8.9.3 ScanningTransmissionElectronMicroscopy . . . . . . . . . . . . . 369 (cid:2)
8.9.4 EnergyDispersiveX-RaySpectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . 371
8.9.5 ElectronEnergyLossSpectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
8.9.6 ElectronTomography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
AnswerstotheProblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
9 BeyondtheHybrids–CovalentOrganicFrameworks . . . . . . . . . . . . . . . 381
9.1 ClassificationandNatureofCOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
9.2 DesignofCOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
9.3 Boron-BasedCOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
9.3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
9.3.2 OtherSyntheticRoutestoObtainBoron-BasedCOFs . . . . . . . . . 389
9.3.3 MethodstoIncreasetheStabilityofBoron-BasedCOFs . . . . . . . . 391
9.3.4 ApplicationsofBoron-ContainingCOFs . . . . . . . . . . . . . . . 392
9.4 CovalentTriazineFrameworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
9.4.1 IonothermalSynthesisofCovalentTriazineFrameworks . . . . . . . . 395
9.4.2 AcidAssistedSynthesisRoute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
9.4.3 MechanochemicalSynthesis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
9.4.4 ApplicationsofCTFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
9.5 ImineCOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
9.5.1 SolvothermalSynthesis:COF-300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
9.5.2 RoomTemperatureSynthesisofImineCOFs . . . . . . . . . . . . . 406
9.5.3 LiquidAssistedGrinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
9.5.4 ApplicationsofImineCOFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
(cid:2)
(cid:2)
Contents ix
Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
AnswerstotheProblems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
(cid:2) (cid:2)
(cid:2)