Diamonds are forever: A diamond-like framework in which the C–C bonds are replaced with rigid phenyl rings (see picture) is not only structurally stable but also has a large internal surface area. This porous aromatic framework (PAF-1) demonstrates high uptake capacities of hydrogen and carbon dioxide as well as benzene and toluene vapors, and has an unprecedented surface area of 7100 m2 g−1. Detailed facts of importance to specialist readers are published as ”Supporting Information”. Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

Depletion of fossil oil deposits and the escalating threat of global warming have put clean energy research, which includes the search for clean energy carriers such as hydrogen and methane as well as the reduction of carbon dioxide emissions, on the urgent agenda. A significant technical challenge has been recognized as the development of a viable method to efficiently trap hydrogen, methane and carbon dioxide gas molecules in a confined space for various applications. This issue can be addressed by employing highly porous materials as storage media, and porous metal–organic frameworks (MOFs) which have exceptionally high surface areas as well as chemically-tunable structures are playing an unusual role in this respect. In this feature article we provide an overview of the current status of clean energy applications of porous MOFs, including hydrogen storage, methane storage and carbon dioxide capture.

A key challenge in environmental remediation is the design of adsorbents bearing an abundance of accessible chelating sites with high affinity, to achieve both rapid uptake and high capacity for the contaminants. Herein, we demonstrate how two-dimensional covalent organic frameworks (COFs) with well-defined mesopore structures display the right combination of properties to serve as a scaffold for decorating coordination sites to create ideal adsorbents. The proof-of-concept design is illustrated by modifying sulfur derivatives on a newly designed vinyl-functionalized mesoporous COF (COF-V) via thiol–ene "click" reaction. Representatively, the material (COF-S-SH) synthesized by treating COF-V with 1,2-ethanedithiol exhibits high efficiency in removing mercury from aqueous solutions and the air, affording Hg2+ and Hg0 capacities of 1350 and 863 mg g–1, respectively, surpassing all those of thiol and thioether functionalized materials reported thus far. More significantly, COF-S-SH demonstrates an ultrahigh distribution coefficient value (Kd) of 2.3 × 109 mL g–1, which allows it to rapidly reduce the Hg2+ concentration from 5 ppm to less than 0.1 ppb, well below the acceptable limit in drinking water (2 ppb). We attribute the impressive performance to the synergistic effects arising from densely populated chelating groups with a strong binding ability within ordered mesopores that allow rapid diffusion of mercury species throughout the material. X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopic studies revealed that each Hg is bound exclusively by two S via intramolecular cooperativity in COF-S-SH, further interpreting its excellent affinity. The results presented here thus reveal the exceptional potential of COFs for high-performance environmental remediation.

A microporous metal-organic framework, PCN-14, based on an anthracene derivative, 5,5'-(9,10-anthracenediyl)di-isophthalate (H4adip), was synthesized under solvothermal reaction conditions. X-ray single crystal analysis revealed that PCN-14 consists of nanoscopic cages suitable for gas storage. N2-adsorption studies of PCN-14 at 77 K reveal a Langmuir surface area of 2176 m2/g and a pore volume of 0.87 cm3/g. Methane adsorption studies at 290 K and 35 bar show that PCN-14 exhibits an absolute methane-adsorption capacity of 230 v/v, 28% higher than the DOE target (180 v/v) for methane storage.

ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVCommunicationNEXTFramework-Catenation Isomerism in Metal−Organic Frameworks and Its Impact on Hydrogen UptakeShengqian Ma, Daofeng Sun, Michael Ambrogio, Jacqueline A. Fillinger, Sean Parkin, and Hong-Cai ZhouView Author Information Department of Chemistry & Biochemistry, Miami University, Oxford, Ohio 45056, and Department of Chemistry, University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40506 Cite this: J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7, 1858–1859Publication Date (Web):January 26, 2007Publication History Received17 October 2006Published online26 January 2007Published inissue 1 February 2007https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja067435shttps://doi.org/10.1021/ja067435srapid-communicationACS PublicationsCopyright © 2007 American Chemical SocietyRequest reuse permissionsArticle Views9785Altmetric-Citations595LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-AlertscloseSupporting Info (4)»Supporting Information Supporting Information SUBJECTS:Genetics,Hydrogen,Ligands,Metal organic frameworks,Molecular structure Get e-Alerts

Microperoxidase-11 has for the first time been successfully immobilized into a mesoporous metal–organic framework (MOF) consisting of nanoscopic cages and it demonstrates superior enzymatic catalysis performances compared to its mesoporous silica counterpart.

An interweaving copper metal-organic framework possessing high porosity and high hydrogen uptake has been successfully designed and synthesized.

Highly effective and highly efficient decontamination of mercury from aqueous media remains a serious task for public health and ecosystem protection. Here we report that this task can be addressed by creating a mercury ‘nano-trap’ as illustrated by functionalizing a high surface area and robust porous organic polymer with a high density of strong mercury chelating groups. The resultant porous organic polymer-based mercury ‘nano-trap’ exhibits a record-high saturation mercury uptake capacity of over 1,000 mg g−1, and can effectively reduce the mercury(II) concentration from 10 p.p.m. to the extremely low level of smaller than 0.4 p.p.b. well below the acceptable limits in drinking water standards (2 p.p.b.), and can also efficiently remove >99.9% mercury(II) within a few minutes. Our work therefore presents a new benchmark for mercury adsorbent materials and provides a new perspective for removing mercury(II) and also other heavy metal ions from contaminated water for environmental remediation. Decontamination of mercury pollution from fresh water is a serious environmental issue. Here, the authors report a porous organic polymer-based nano-trap, functionalized with mercury chelating groups, capable of efficient and rapid mercury removal from aqueous media.

Crystal engineering of the nbo metal-organic framework (MOF) platform MOF-505 with a custom-designed azamacrocycle ligand (1,4,7,10-tetrazazcyclododecane-N,N',N'',N'''-tetra-p-methylbenzoic acid) leads to a high density of well-oriented Lewis active sites within the cuboctahedral cage in MMCF-2, [Cu2(Cu-tactmb)(H2O)3(NO3)2]. This MOF demonstrates high catalytic activity for the chemical fixation of CO2 into cyclic carbonates at room temperature under 1 atm pressure.