SCOPUS
SCIE
In Situ Neutron Powder Diffraction and X-ray Photoelectron Spectroscopy Analyses on the Hydrogenation of MOF-5 by Pt-Doped Multiwalled Carbon Nanotubes
저자
Lee, Heeju ; Choi, Yong Nam ; Choi, Sang Beom ; Seo, Jung Hye ; Kim, Jaheon ; Cho, In Hwa ; Gang, Seunggi ; Jeon, Cheol Ho
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
5691-5699(9쪽)
제공처
소장기관
<P>Recent research on hydrogen storage in metal–organic frameworks focuses on how to achieve increased hydrogen binding energies by using doped metal, using unsaturated metal ions, or forming composites comprising Pt-doped carbon materials. In particular, noticeable progress using MOFs and Pt-doped carbons has been achieved to enhance the hydrogen storage capacity near room temperature. A three-component composite material, Pt-MWCNT-MOF5 (PMM5), which is a metal–organic framework (MOF-5) hybridized with Pt nanoparticles on multiwalled carbon nanotubes (MWCNT), stores 0.22 wt % hydrogen at 320 K and 30 bar, which is larger than 0.13 wt % at 300 K and 30 bar. Although the increased quantity is small, it is possible to detect the origin of uptake increase based on various analyses. In situ neutron diffraction experiments of deuterium-sorbed PMM5 with a temperature cycling process (D<SUB>2</SUB> loading at 50 K → 4 K → 320 K, 2 h → 50 K → 4 K) result in a significant background increase owing to both chemisorbed deuterium atoms and a local deformation of the MOF-5 framework. Hydrogen loading in PMM5 induces significant binding energy shifts in C 1s and Zn 2p<SUB>3/2</SUB> electrons in the X-ray photoelectron spectra, suggesting the chemical environment change in Zn<SUB>4</SUB>O(COO)<SUB>6</SUB> coordination sphere in MOF-5. All accumulated experimental data support the fact that the hydrogen receptor is the oxygen atoms of benzene-1,4-dicarboxylates of MOF-5, which is facilitated by the embedded Pt-MWCNT.</P><P><B>Graphic Abstract</B>
<IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/jpccck/2014/jpccck.2014.118.issue-11/jp411955y/production/images/medium/jp-2013-11955y_0007.gif'></P><P><A href='http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/jp411955y'>ACS Electronic Supporting Info</A></P>
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