A new Fe(Ⅲ) Metal-Organic Framework which we termed MOF-964, [Fe3O(BTB)4/3(NDC)](HCO2)2/3 (H2O)4/3X1/3 (X=OH-1), based on two different linkers, 1,3,5-Tris(4-carboxyphenyl) benzene (H3BTB) and 2,6-Naphthalenedicarboxylic acid (H2NDC), have been synthesized and structurally characterized. The structure of MOF-964 was solved by synchrotron single-crystal X-ray diffraction analysis. MOF-964 is composed of μ3-oxo centered trimer of iron (Ⅲ) octahedra clusters linked by four BTB linkers and two NDC linkers, resulting in a new (3,6)-connected net. The MOF-964 has specific surface area of 2174 m2/g according to the Brunauer-Emmett-Teller method. Thermogravimetric analysis(TGA) shows that MOF-964 has thermal stability up to 300℃ in air. The CO2 isotherm for MOF-964 was performed in the high pressure region under 50 bar at 298K, revealing that the maximum CO2 uptake at 50 torr of MOF-964 is around 10 mmol/g which is almost similar with other MOFs having a open metal center(MOF-74,MOF-505,Cu3(BTC)2). Electrochemical properties of MOF-964 as cathode material of Lithium Ion Battery was investigated to show the potential for application it as active material of energy storage devices. The electrochemical results indicate that MOF-964 has reversible charge-discharge behavior after 1 cycle and specific capacity of 20mAh/g at C/40 rate.
서로 다른 기하학적 모양을 가지는2개의 카르복실기 유기링커를, 1,3,5-Tris(4-carboxyphenyl) benzene (H3BTB) and 2,6-Naphthalenedicarboxylic acid (H2NDC), 사용하여 새로운 (3,6)-topology를 가지는 Fe(Ⅲ) 금속-유기 골격체 MOF-964; [Fe3O(BTB)4/3(NDC)](HCO2)2/3 (H2O)4/3X1/3 (X=OH-1)를 합성 및 특성을 분석하였다. MOF-964는 μ3-oxo를 중심으로 공유하는 3개의 Fe(Ⅲ)O6 8면체로 구성된 secondary building units(SBUs)로 구성되어 있으며, 이들 SBUs들은 각각 4개의 BTB 링커와 2개의 NDC 링커로 배위하여 전체적으로 새로운 3차원의 (3,6)-net을 형성한다. Brunauer-Emmett-Teller 방법에 의하면, MOF-964는 2174m2/g의 비표면적을 가지며, 열적특성 분석결과(Thermogravimetric analysis) 공기중에서 300℃까지 안정적임을 확인했다. 또한 상온에서 고압에서의 이산화탄소의 흡착을 50 bar까지 측정했을 때, 전형적인 type-1 isotherm을 나타냈으며, 최대 10 mmol CO2/g 저장용량을 가졌다. 다른 open metal site를 가지는 MOF(MOF-74,MOF-505,Cu3(BTC)2)들과 매우 유사한 거동을 보였다. MOF-964를 리튬 이온 배터리의 양극물질로 적용시킨 결과, 1사이클 이후 가역적인 충방전 특성을 보였으며 C/40 조건에서 20mAh/g의 충방전용량을 가졌다.
