北理工團(tuán)隊(duì)與合作者在離子液體促進(jìn)有機(jī)框架材料合成、功能與應(yīng)用方面發(fā)表綜述文章
發(fā)布日期：2023-07-05 供稿：生命學(xué)院 攝影：生命學(xué)院
編輯：肖雯 審核：周連景 閱讀次數(shù)：
近日,，北京理工大學(xué)綠色生物制造團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)陳龍教授團(tuán)隊(duì)合作在離子液體促進(jìn)多孔有機(jī)框架材料合成,、功能與應(yīng)用方面發(fā)表綜述文章,，相關(guān)研究成果以“Ionic liquids promoted synthesis, enhanced functions, and expanded applications of porous organic frameworks”為題發(fā)表于國際頂級期刊《Coordination Chemistry Reviews》，該工作以2021級博士生李文瑾,、2022級博士生肖文哲,、2021級碩士生羅啟臻為共同第一作者,，通訊作者為吉林大學(xué)陳龍教授和北京理工大學(xué)孫劍教授,，北京理工大學(xué)為第一通訊單位。
金屬有機(jī)框架（MOFs）和共價(jià)有機(jī)框架（COFs）材料因其具有大的比表面積和可設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在多相催化、氣體分離與吸附,、電化學(xué)儲能,、化學(xué)傳感和藥物遞送等許多領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。然而,，傳統(tǒng)的合成策略和固有的局限性限制了它們的應(yīng)用潛力,。離子液體（ILs）的引入可以提供理想的離子微環(huán)境或作為活性物質(zhì)賦予有機(jī)框架材料額外的功能。本工作從多孔有機(jī)骨架的合成,、功能和應(yīng)用的角度,，為ILs在多孔有機(jī)框架中發(fā)揮的作用提供了新視角（圖1）。
圖1. ILs促進(jìn)MOFs/COFs的合成,、功能和應(yīng)用示意圖
本工作首先討論了ILs在促進(jìn)多孔有機(jī)框架材料的合成和功能化方面的作用,。ILs具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、低揮發(fā)性,、高氣體親和性,、良好的催化活性等；多孔有機(jī)框架材料提供了規(guī)則的孔隙度和結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性,，可促進(jìn)ILs結(jié)合到有機(jī)骨架上并增強(qiáng)其功能,。在多孔有機(jī)框架材料的合成過程中，ILs可以分別作為溶劑和后合成修飾劑以影響最終材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),。同時(shí),，ILs與有機(jī)框架材料的結(jié)合可以通過兩者相互作用（如氫鍵、靜電或協(xié)同作用）以增強(qiáng)其功能,。例如,，ILs的引入不僅可以賦予MOFs流動性，還可增強(qiáng)其導(dǎo)電性,、吸附能力和催化活性（圖2）,。隨后，本工作進(jìn)一步總結(jié)了ILs在改善多孔有機(jī)框架材料的催化,、儲能和氣體吸附領(lǐng)域中所發(fā)揮的優(yōu)勢,。
圖2. ILs增強(qiáng)MOFs功能示意圖
最后，本工作展望了ILs在促進(jìn)多孔有機(jī)框架材料領(lǐng)域發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,。作者認(rèn)為應(yīng)該通過分子模擬,、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和光譜表征相結(jié)合的手段全面研究ILs的構(gòu)效關(guān)系；可在新的相互作用模式,、各種現(xiàn)有形式（如復(fù)合材料,、膜、纖維和球）和各種應(yīng)用場景的基礎(chǔ)上,，利用潛在的ILs與MOFs或COFs嘗試進(jìn)行新的組合,；此外,，應(yīng)考慮構(gòu)建IL@MOF和IL@COF體系過程中產(chǎn)生的二次污染物對環(huán)境、微生物和其他生物的潛在影響,。本工作的開展將為設(shè)計(jì)新型ILs-MOFs/COFs材料提供參考和借鑒,。
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215304
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