Recently, there has been significant interest in methane as an abundant and cleaner burning alternative to fossil fuels. Consequently, the design of media capable of the storage of methane under practical conditions has become an area of significant interest to the scientific community. While metal−organic frameworks have seen pronounced examination for this application, flexible metal−organic framework variants have been little examined despite having tremendous promise for methane storage applications. This work provides an overview of the current state of the art regarding the investigation of these systems for the purpose of providing a baseline for future research.

1.
A.
Qazi
,
F.
Hussain
,
N. A.
Rahim
,
G.
Hardaker
,
D.
Alghazzawi
,
K.
Shaban
, and
K.
Haruna
,
IEEE Access
7
,
63837
63851
(
2019
).
2.
H.
Li
,
K.
Wang
,
Y.
Sun
,
C. T.
Lollar
,
J.
Li
, and
H.-C.
Zhou
,
Mater. Today
21
,
108
121
(
2018
).
3.
D.
Alezi
,
Y.
Belmabkhout
, and
M.
Eddaoudi
, in
Elaboration and Applications of Metal-Organic Frameworks
(
World Scientific
,
2017
), Vol.
2
, pp.
207
246
.
4.
A.
Schoedel
,
Z.
Ji
, and
O. M.
Yaghi
,
Nat. Energy
1
,
16034
(
2016
).
5.
See https://arpa-e.energy.gov/?q=programs/move for information on the methane storage targets set by DOE.
6.
J. A.
Mason
,
J.
Oktawiec
,
M. K.
Taylor
,
M. R.
Hudson
,
J.
Rodriguez
,
J. E.
Bachman
,
M. I.
Gonzalez
,
A.
Cervellino
,
A.
Guagliardi
,
C. M.
Brown
,
P. L.
Llewellyn
,
N.
Masciocchi
, and
J. R.
Long
,
Nature
527
,
357
361
(
2015
).
7.
Q.
Wang
and
D.
Astruc
,
Chem. Rev.
120
,
1438
1511
(
2020
);
[PubMed]
M.
Safaei
,
M. M.
Foroughi
,
N.
Ebrahimpoor
,
S.
Jahani
,
A.
Omidi
, and
M.
Khatami
,
Trends Anal. Chem
118
,
401
425
(
2019
);
S.
Yuan
,
L.
Feng
,
K.
Wang
,
J.
Pang
,
M.
Bosch
,
C.
Lollar
,
Y.
Sun
,
J.
Qin
,
X.
Yang
,
P.
Zhang
,
Q.
Wang
,
L.
Zou
,
Y.
Zhang
,
L.
Zhang
,
Y.
Fang
,
J.
Li
, and
H.-C.
Zhou
,
Adv. Mater.
30
,
1704303
(
2018
).
8.
B.
Li
,
H.-M.
Wen
,
W.
Zhou
,
J. Q.
Xu
, and
B.
Chen
,
Chem
1
,
557
580
(
2016
);
E.
Mahmoud
,
L.
Ali
,
A.
El Sayah
,
S. A.
Alkhatib
,
H.
Abdulsalam
,
M.
Juma
, and
A. A. H.
Al-Muhtaseb
,
Crystals
9
,
406
(
2019
).
9.
H.
Furukawa
,
K. E.
Cordova
,
M.
O'Keeffe
, and
O. M.
Yaghi
,
Science
341
,
1230444
(
2013
).
10.
H.-C.
Zhou
,
J. R.
Long
, and
O. M.
Yaghi
,
Chem. Rev.
112
,
673
674
(
2012
).
11.
S.
Ma
and
H.-C.
Zhou
,
Chem. Commun.
46
,
44
53
(
2010
).
12.
H.
Li
,
M.
Eddaoudi
,
M.
O'Keeffe
, and
O. M.
Yaghi
,
Nature
402
,
276
279
(
1999
).
13.
M.
Kondo
,
T.
Yoshitomi
,
H.
Matsuzaka
,
S.
Kitagawa
, and
K.
Seki
,
Angew. Chem., Int. Ed.
36
,
1725
1727
(
1997
).
14.
M.
Eddaoudi
,
J.
Kim
,
N.
Rosi
,
D.
Vodak
,
J.
Wachter
,
M.
O'Keeffe
, and
O. M.
Yaghi
,
Science
295
,
469
472
(
2002
).
15.
S. S.-Y.
Chui
,
S. M.-F.
Lo
,
J. P. H.
Charmant
,
A. G.
Orpen
, and
I. D.
Williams
,
Science
283
,
1148
1150
(
1999
);
[PubMed]
Y.
Peng
,
V.
Krungleviciute
,
I.
Eryazici
,
J. T.
Hupp
,
O. K.
Farha
, and
T.
Yildirim
,
J. Am. Chem. Soc.
135
,
11887
11894
(
2013
);
[PubMed]
X.-J.
Hou
,
P.
He
,
H.
Li
, and
X.
Wang
,
J. Phys. Chem. C
117
2824
2834
(
2013
).
16.
S.
Ma
,
D.
Sun
,
J. M.
Simmons
,
C. D.
Collier
,
D.
Yuan
, and
H.-C.
Zhou
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
1012
1016
(
2008
).
17.
J.-M.
Lin
,
C.-T.
He
,
Y.
Liu
,
P.-Q.
Liao
,
D.-D.
Zhou
,
J.-P.
Zhang
, and
X.-M.
Chen
,
Angew. Chem., Int. Ed.
55
,
4674
4678
(
2016
).
18.
F.
Gándara
,
H.
Furukawa
,
S.
Lee
, and
O. M.
Yaghi
,
J. Am. Chem. Soc.
136
,
5271
5274
(
2014
).
19.
M.
Zhang
,
W.
Zhou
,
T.
Pham
,
K. A.
Forrest
,
W.
Liu
,
Y.
He
,
H.
Wu
,
T.
Yildirim
,
B.
Chen
,
B.
Space
,
Y.
Pan
,
M. J.
Zaworotko
, and
J.
Bai
,
Angew. Chem., Int. Ed.
56
,
11426
11430
(
2017
).
20.
B.
Li
,
H.-M.
Wen
,
H.
Wang
,
H.
Wu
,
M.
Tyagi
,
T.
Yildirim
,
W.
Zhou
, and
B.
Chen
,
J. Am. Chem. Soc.
136
,
6207
6210
(
2014
).
21.
Y.
Yan
,
D. I.
Kolokolov
,
I.
da Silva
,
A. G.
Stepanov
,
A. J.
Blake
,
A.
Dailly
,
P.
Manuel
,
C. C.
Tang
,
S.
Yang
, and
M.
Schröder
,
J. Am. Chem. Soc.
139
,
13349
13360
(
2017
).
22.
T.
Kundu
,
B. B.
Shah
,
L.
Bolinois
, and
D.
Zhao
,
Chem. Mater.
31
,
2842
2847
(
2019
);
J.
Liang
,
X.
Li
,
R.
Xi
,
G.
Shan
,
P.-Z.
Li
,
J.
Liu
,
Y.
Zhao
, and
R.
Zou
,
ACS Mater. Lett.
2
,
220
226
(
2020
).
23.
Z.
Chang
,
D.-H.
Yang
,
J.
Xu
,
T.-L.
Hu
, and
X.-H.
Bu
,
Adv. Mater.
27
,
5432
5441
(
2015
).
24.
J. D.
Evans
,
S.
Krause
,
S.
Kaskel
,
M. B.
Sweatman
, and
L.
Sarkisov
,
Chem. Sci.
10
,
5011
5017
(
2019
).
25.
Z.-L.
Shi
and
Y.-B.
Zhang
,
Isr. J. Chem.
58
,
985
994
(
2018
);
S.
Hiraide
,
Y.
Sakanaka
,
H.
Kajiro
,
S.
Kawaguchi
,
M. T.
Miyahara
, and
H.
Tanaka
,
Nat. Commun.
11
,
3867
(
2020
);
[PubMed]
D.
Alezi
,
I.
Spanopoulos
,
C.
Tsangarakis
,
A.
Shkurenko
,
K.
Adil
,
Y.
Belmabkhout
,
M.
O'Keeffe
,
M.
Eddaoudi
, and
P. N.
Trikalitis
,
J. Am. Chem. Soc.
138
,
12767
12770
(
2016
).
[PubMed]
26.
(a)
N.
Chanut
,
A.
Ghoufi
,
M.-V.
Coulet
,
S.
Bourrelly
,
B.
Kuchta
,
G.
Maurin
, and
P. L.
Llewellyn
,
Nat. Commun.
11
,
1216
(
2020
);
[PubMed]
(b)
L.
Bolinois
,
T.
Kundu
,
X.
Wang
,
Y.
Wang
,
Z.
Hu
,
K.
Koh
, and
D.
Zhao
,
Chem. Commun.
53
,
8118
8121
(
2017
);
(c)
A.
Schneemann
,
V.
Bon
,
I.
Schwedler
,
I.
Senkovska
,
S.
Kaskel
, and
R. A.
Fischer
,
Chem. Soc. Rev.
43
,
6062
6096
(
2014
);
[PubMed]
(d)
T.
Kundu
,
M.
Wahiduzzaman
,
B. B.
Shah
,
G.
Maurin
, and
D.
Zhao
,
Angew. Chem., Int. Ed.
58
,
8073
8077
(
2019
);
(e)
X.
Yang
,
L.
Si
,
G.
Xie
,
L.
Zhang
,
D.
Guo
, and
J.
Luo
,
Comput. Mater. Sci.
177
,
109543
(
2020
).
27.
(a)
J. H.
Lee
,
S.
Jeoung
,
Y. G.
Chung
, and
H. R.
Moon
,
Coord. Chem. Rev.
389
,
161
188
(
2019
);
(b)
L.
Sarkisov
,
R. L.
Martin
,
M.
Haranczyk
, and
B.
Smit
,
J. Am. Chem. Soc.
136
,
2228
2231
(
2014
);
[PubMed]
(c)
N.
Aljammal
,
C.
Jabbour
,
S.
Chaemchuen
,
T.
Juzsakova
, and
F.
Verpoort
,
Catalysts
9
,
512
(
2019
);
(d)
S. S.
Nagarkar
,
A. V.
Desai
, and
S. K.
Ghosh
,
Chem. Asian J.
9
,
2358
2376
(
2014
).
[PubMed]
28.
M. K.
Taylor
,
T.
Runčevski
,
J.
Oktawiec
,
M. I.
Gonzalez
,
R. L.
Siegelman
,
J. A.
Mason
,
J.
Ye
,
C. M.
Brown
, and
J. R.
Long
,
J. Am. Chem. Soc.
138
,
15019
15026
(
2016
).
29.
R.
Kitaura
,
K.
Seki
,
G.
Akiyama
, and
S.
Kitagawa
,
Angew. Chem., Int. Ed.
42
,
428
431
(
2003
).
30.
K.
Seki
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
4
,
1968
1971
(
2002
).
31.
H.
Noguchi
,
A.
Kondoh
,
Y.
Hattori
,
H.
Kanoh
,
H.
Kajiro
, and
K.
Kaneko
,
J. Phys. Chem. B
109
,
13851
13853
(
2005
).
32.
P. L.
Llewellyn
,
P.
Horcajada
,
G.
Maurin
,
T.
Devic
,
N.
Rosenbach
,
S.
Bourrelly
,
C.
Serre
,
D.
Vincent
,
S.
Loera-Serna
,
Y.
Filinchuk
, and
G.
Ferey
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
13002
13008
(
2009
).
33.
T.
Ahnfeldt
,
D.
Gunzelmann
,
T.
Loiseau
,
D.
Hirsemann
,
J.
Senker
,
G.
Ferey
, and
N.
Stock
,
Inorg. Chem.
48
,
3057
3064
(
2009
).
34.
S.
Couck
,
J. F. M.
Denayer
,
G. V.
Baron
,
T.
Remy
,
J.
Gascon
, and
F.
Kapteijn
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
6326
6327
(
2009
).
35.
Q. Y.
Yang
,
P.
Lama
,
S.
Sen
,
M.
Lusi
,
K. J.
Chen
,
W. Y.
Gao
,
M.
Shivanna
,
T.
Pham
,
N.
Hosono
,
S.
Kusaka
,
J. J.
Perry
,
S. Q.
Ma
,
B.
Space
,
L. J.
Barbour
,
S.
Kitagawa
, and
M. J.
Zaworotko
,
Angew. Chem., Int. Ed.
57
,
5684
5689
(
2018
).
36.
S. K.
Elsaidi
,
M. H.
Mohamed
,
L.
Wojtas
,
A.
Chanthapally
,
T.
Pham
,
B.
Space
,
J. J.
Vittal
, and
M. J.
Zaworotko
,
J. Am. Chem. Soc.
136
,
5072
5077
(
2014
).
37.
U.
Stoeck
,
S.
Krause
,
V.
Bon
,
I.
Senkovska
, and
S.
Kaskel
,
Chem. Commun.
48
,
10841
10843
(
2012
).
38.
S.
Krause
,
V.
Bon
,
I.
Senkovska
,
U.
Stoeck
,
D.
Wallacher
,
D. M.
Tobbens
,
S.
Zander
,
R. S.
Pillai
,
G.
Maurin
,
F. X.
Coudert
, and
S.
Kaskel
,
Nature
532
,
348
352
(
2016
).
39.
J. D.
Evans
,
L.
Bocquet
, and
F. X.
Coudert
,
Chem
1
,
873
886
(
2016
).
40.
S.
Krause
,
J. D.
Evans
,
V.
Bon
,
I.
Senkovska
,
F.-X.
Coudert
,
D. M.
Többens
,
D.
Wallacher
,
N.
Grimmd
, and
S.
Kaskel
,
Faraday Discuss.
225
,
168
183
(
2021
).
41.
S.
Krause
,
J. D.
Evans
,
V.
Bon
,
I.
Senkovska
,
P.
Iacomi
,
F.
Kolbe
,
S.
Ehrling
,
E.
Troschke
,
J.
Getzschmann
,
D. M.
Többens
,
A.
Franz
,
D.
Wallacher
,
P. G.
Yot
,
G.
Maurin
,
E.
Brunner
,
P. L.
Llewellyn
,
F.-X.
Coudert
, and
S.
Kaskel
,
Nat. Commun.
10
,
3632
(
2019
).
42.
S.
Krause
,
J. D.
Evans
,
V.
Bon
,
I.
Senkovska
,
S.
Ehrling
,
P.
Iacomi
,
D. M.
Többens
,
D.
Wallacher
,
M. S.
Weiss
,
B.
Zheng
,
P. G.
Yot
,
G.
Maurin
,
P. L.
Llewellyn
,
F.-X.
Coudert
, and
S.
Kaskel
,
Chem. Sci.
11
,
9468
9479
(
2020
).
43.
X.
Lin
,
I.
Telepeni
,
A. J.
Blake
,
A.
Dailly
,
C. M.
Brown
,
J. M.
Simmons
,
M.
Zoppi
,
G. S.
Walker
,
K. M.
Thomas
, and
T. J.
Mays
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
2159
2171
(
2009
).
44.
W.
Morris
,
C. J.
Doonan
,
H.
Furukawa
,
R.
Banerjee
, and
O. M.
Yaghi
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
12626
12627
(
2008
).
45.
B.
Zheng
,
F.
Fu
,
L. L.
Wang
,
L.
Yang
,
Y.
Zhu
, and
H.
Du
,
J. Phys. Chem. C
122
,
7203
7209
(
2018
).
46.
(a)
K. S.
Park
,
Z.
Ni
,
A. P.
Côté
,
J. Y.
Choi
,
R.
Huang
,
F. J.
Uribe-Romo
,
H. K.
Chae
,
M.
O'Keeffe
, and
O. M.
Yaghi
,
Proc. Natl. Acad. U. S. A.
103
,
10186
10191
(
2006
);
(b)
C.
Zhang
,
R. P.
Lively
,
K.
Zhang
,
J. R.
Johnson
,
O.
Karvan
, and
W. J.
Koros
,
J. Phys. Chem. Lett.
3
,
2130
2134
(
2012
).
[PubMed]
47.
V. T.
Phuong
,
T.
Chokbunpiam
,
S.
Fritzsche
,
T.
Remsungnen
,
T.
Rungrotmongkol
,
C.
Chmelik
,
J.
Caro
, and
S.
Hannongbua
,
Microporous Mesoporous Mater.
235
,
69
77
(
2016
).
48.
X.
Huang
,
J.
Zhang
, and
X.
Chen
,
Sci. Bull.
48
,
1531
1534
(
2003
).
49.
A.
Noguera‐Díaz
,
J.
Villarroel‐Rocha
,
V. P.
Ting
,
N.
Bimbo
,
K.
Sapag
, and
T. J.
Mays
,
J. Chem. Technol. Biotechnol.
94
,
3787
3792
(
2019
).
50.
C. M.
McGuirk
,
T. E.
Runčevski
,
J.
Oktawiec
,
A.
Turkiewicz
,
M. K.
Taylor
, and
J. R.
Long
,
J. Am. Chem. Soc.
140
,
15924
15933
(
2018
).
51.
Y.
Du
,
B.
Wooler
,
M.
Nines
,
P.
Kortunov
,
C. S.
Paur
,
J.
Zengel
,
S. C.
Weston
, and
P. I.
Ravikovitch
,
J. Am. Chem. Soc.
137
,
13603
13611
(
2015
).
52.
P.
Zhao
,
G. I.
Lampronti
,
G. O.
Lloyd
,
M. T.
Wharmby
,
S.
Facq
,
A. K.
Cheetham
, and
S. A.
Redfern
,
Chem. Mater.
26
,
1767
1769
(
2014
).
53.
A.
Modrow
,
D.
Zargarani
,
R.
Herges
, and
N.
Stock
,
Dalton Trans.
41
,
8690
8696
(
2012
).
54.
R.
Goeminne
,
S.
Krause
,
S.
Kaskel
,
T.
Verstraelen
, and
J. D.
Evans
,
J. Am. Chem. Soc.
143
,
4143
4147
(
2021
).
55.
E.
García-Pérez
,
P.
Serra-Crespo
,
S.
Hamad
,
F.
Kapteijn
, and
J.
Gascon
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
16
,
16060
16066
(
2014
).
56.
S. M. J.
Rogge
,
R.
Goeminne
,
R.
Demuynck
,
J. J.
Gutiérrez-Sevillano
,
S.
Vandenbrande
,
L.
Vanduyfhuys
,
M.
Waroquier
,
T.
Verstraelen
, and
V.
Van Speybroeck
,
Adv. Theory Simul.
2
,
1800177
(
2019
).
57.
S.
Krause
,
N.
Hosono
, and
S.
Kitagawa
,
Angew. Chem., Int. Ed.
59
,
15325
15341
(
2020
).
58.
L.
Chen
,
J. P. S.
Mowat
,
D.
Fairen-Jimenez
,
C. A.
Morrison
,
S. P.
Thompson
,
P. A.
Wright
, and
T.
Düren
,
J. Am. Chem. Soc.
135
,
15763
15773
(
2013
).
59.
Z.
Niu
,
X.
Cui
,
T.
Pham
,
P. C.
Lan
,
H.
Xing
,
K. A.
Forrest
,
L.
Wojtas
,
B.
Space
, and
S.
Ma
,
Angew. Chem., Int. Ed.
58
,
10138
10141
(
2019
).
60.
D. G.
Madden
,
D.
O'Nolan
,
K.-J.
Chen
,
C.
Hua
,
A.
Kumar
,
T.
Pham
,
K. A.
Forrest
,
B.
Space
,
J. J.
Perry
,
M.
Khraisheh
, and
M. J.
Zaworotko
,
Chem. Commun.
55
,
3219
3222
(
2019
).
61.
R.
Iftimie
,
P.
Minary
, and
M. E.
Tuckerman
,
Proc. Natl. Acad. U. S. A.
102
,
6654
(
2005
).
62.
H.
Jonsson
,
G.
Mills
, and
K. W.
Jacobsen
, “
Nudged elastic band method for finding minimum energy paths of transitions
,” in
Classical and Quantum Dynamics in Condensed Phase Simulations
(
World Scientific
,
1998
), pp
385
404
.
63.
M.-H.
Yu
,
B.
Space
,
D.
Franz
,
W.
Zhou
,
C.
He
,
L.
Li
,
R.
Krishna
,
Z.
Chang
,
W.
Li
,
T.-L.
Hu
, and
X.-H.
Bu
,
J. Am. Chem. Soc.
141
,
17703
17712
(
2019
).
64.
S.
Lee
,
B.
Kim
,
H.
Cho
,
H.
Lee
,
S. Y.
Lee
,
E. S.
Cho
, and
J.
Kim
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
13
,
23647
23654
(
2021
).
65.
E.
Stavitski
,
E. A.
Pidko
,
S.
Couck
,
T.
Remy
,
E. J.
Hensen
,
B. M.
Weckhuysen
,
J.
Denayer
,
J.
Gascon
, and
F.
Kapteijn
,
Langmuir
27
,
3970
3976
(
2011
).
66.
S.
Bourrelly
,
B.
Moulin
,
A.
Rivera
,
G.
Maurin
,
S.
Devautour-Vinot
,
C.
Serre
,
T.
Devic
,
P.
Horcajada
,
A.
Vimont
, and
G.
Clet
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
9488
9498
(
2010
).
67.
F.
Salles
,
S.
Bourrelly
,
H.
Jobic
,
T.
Devic
,
V.
Guillerm
,
P.
Llewellyn
,
C.
Serre
,
G.
Ferey
, and
G.
Maurin
,
J. Phys. Chem. C
115
,
10764
10776
(
2011
).
68.
F.
Salles
,
G.
Maurin
,
C.
Serre
,
P. L.
Llewellyn
,
C.
Knöfel
,
H. J.
Choi
,
Y.
Filinchuk
,
L.
Oliviero
,
A.
Vimont
,
J. R.
Long
, and
G.
Férey
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
13782
13788
(
2010
).
69.
P. K.
Thallapally
,
J.
Tian
,
M. R.
Kishan
,
C. A.
Fernandez
,
S. J.
Dalgarno
,
P. B.
McGrail
,
J. E.
Warren
, and
J. L.
Atwood
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
16842
16843
(
2008
).
70.
A. J.
Blake
,
S. J.
Hill
,
P.
Hubberstey
, and
W.-S.
Li
,
J. Chem. Soc., Dalton Trans.
1997
,
913
914
.
71.
P.
Rallapalli
,
D.
Patil
,
K. P.
Prasanth
,
R. S.
Somani
,
R. V.
Jasra
, and
H. C.
Bajaj
,
J. Porous Mater.
17
,
523
528
(
2009
).
72.
A.
Boutin
,
F.-X.
Coudert
,
M.-A.
Springuel-Huet
,
A. V.
Neimark
,
G.
Férey
, and
A. H.
Fuchs
,
J. Phys. Chem. C
114
,
22237
22244
(
2010
).
73.
G.
Verma
,
S.
Kumar
,
H.
Vardhan
,
J.
Ren
,
Z.
Niu
,
T.
Pham
,
L.
Wojtas
,
S.
Butikofer
,
J. C.
Echeverria Garcia
,
Y.-S.
Chen
,
B.
Space
, and
S.
Ma
,
Nano Res.
14
,
512
517
(
2021
).
74.
J.
Jiang
,
H.
Furukawa
,
Y.-B.
Zhang
, and
O. M.
Yaghi
,
J. Am. Chem. Soc.
138
,
10244
10251
(
2016
).
75.
D.
Alezi
,
Y.
Belmabkhout
,
M.
Suyetin
,
P. M.
Bhatt
,
Ł. J.
Weseliński
,
V.
Solovyeva
,
K.
Adil
,
I.
Spanopoulos
,
P. N.
Trikalitis
,
A.-H.
Emwas
, and
M.
Eddaoudi
,
J. Am. Chem. Soc.
137
,
13308
13318
(
2015
).
76.
Z.
Chen
,
P.
Li
,
R.
Anderson
,
X.
Wang
,
X.
Zhang
,
L.
Robison
,
L. R.
Redfern
,
S.
Moribe
,
T.
Islamoglu
,
D. A.
Gómez-Gualdrón
,
T.
Yildirim
,
J. F.
Stoddart
, and
O. K.
Farha
,
Science
368
,
297
(
2020
).
You do not currently have access to this content.