北理工團隊與合作者在離子液體促進有機框架材料合成、功能與應用方面發(fā)表綜述文章
發(fā)布日期：2023-07-05 供稿：生命學院 攝影：生命學院
編輯：肖雯 審核：周連景 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學綠色生物制造團隊與吉林大學陳龍教授團隊合作在離子液體促進多孔有機框架材料合成、功能與應用方面發(fā)表綜述文章，相關研究成果以“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陳龍教授和北京理工大學孫劍教授，北京理工大學為第一通訊單位。
金屬有機框架（MOFs）和共價有機框架（COFs）材料因其具有大的比表面積和可設計的結構在多相催化、氣體分離與吸附、電化學儲能、化學傳感和藥物遞送等許多領域引起了極大的關注。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)境或作為活性物質賦予有機框架材料額外的功能。本工作從多孔有機骨架的合成、功能和應用的角度，為ILs在多孔有機框架中發(fā)揮的作用提供了新視角（圖1）。
圖1. ILs促進MOFs/COFs的合成、功能和應用示意圖
本工作首先討論了ILs在促進多孔有機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；多孔有機框架材料提供了規(guī)則的孔隙度和結構可設計性，可促進ILs結合到有機骨架上并增強其功能。在多孔有機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構與性質。同時，ILs與有機框架材料的結合可以通過兩者相互作用（如氫鍵、靜電或協(xié)同作用）以增強其功能。例如，ILs的引入不僅可以賦予MOFs流動性，還可增強其導電性、吸附能力和催化活性（圖2）。隨后，本工作進一步總結了ILs在改善多孔有機框架材料的催化、儲能和氣體吸附領域中所發(fā)揮的優(yōu)勢。
圖2. ILs增強MOFs功能示意圖
最后，本工作展望了ILs在促進多孔有機框架材料領域發(fā)展的挑戰(zhàn)和機遇。作者認為應該通過分子模擬、實驗驗證和光譜表征相結合的手段全面研究ILs的構效關系；可在新的相互作用模式、各種現(xiàn)有形式（如復合材料、膜、纖維和球）和各種應用場景的基礎上，利用潛在的ILs與MOFs或COFs嘗試進行新的組合；此外，應考慮構建IL@MOF和IL@COF體系過程中產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計新型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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