Eine Alkin‐verbrückte kovalent organische Gerüstverbindung mit interaktiven Bindungstaschen für das Einfangen von Brom

Abstract

AbstractDie hohe Korrosivität und Reaktivität von Brom, welches aus verschiedenen Quellen freigesetzt wird, stellt eine ernsthafte Gefahr für die Umwelt dar. Darüber hinaus erfordert seine Koexistenz mit Iod und die daraus resultierende Gleichgewichtsverbindung Iodmonobromid (IBr) die selektive Abtrennung von Brom aus Halogengemischen. Die Elektrophilie von Halogenen gegenüber π‐elektronenreichen Strukturen ermöglichte uns die strategische Entwicklung einer kovalent organischen Gerüstverbindung für die Halogenaufnahme, die eine definierte Porenumgebung mit lokalisierten Sorptionsstellen aufweist. Die um ~41 % höhere Aufnahmekapazität von Brom (4,6 g g−1) gegenüber Iod zeigt das Potenzial für die selektive Aufnahme. Die spektroskopischen Ergebnisse, welche die bevorzugten Wechselwirkungsstellen aufzeigen, werden durch theoretische Untersuchungen gestützt. Die Alkin‐Brücke ist eine Kernfunktionalität, die die Selektivität bei der Aufnahme durch synergistische Physisorption fördert, was durch die höhere Orbitalüberlappung von Brom aufgrund seiner geringeren atomaren Größe, sowie durch reversible chemische Wechselwirkungen begründet ist. Das sogenannte „slip stacking“ in der Struktur hat dieses Phänomen weiter gefördert, indem Cluster molekularer Interaktionsstellen mit zwischen den Schichten eingelagertem Brom geschaffen wurden. Die Einführung ungesättigter Einheiten, d. h. Dreifachbindungen, und die komplementäre Porengeometrie bieten eine vielversprechende Designstrategie für die Konstruktion poröser Materialien für die Halogenaufnahme.