聚乙二醇和咪唑鎓盐一般是液体试剂，利用这些官能团对MOFs进行表面工程能降低MOFs熔点使其液化，而冠状结构可以防止流体介质自填充空腔并保持多孔性。近日，中国科学院福建物质结构研究所研究员曹荣和黄远标通过离子交换策略将咪唑鎓盐功能化的微孔阳离子型MOF（Deim-UiO-66）中的外围卤素离子替换成大空间位阻、无法进入MOF空腔的聚乙二醇尾磺酸根离子（PEGS），制备出稳定的MOF基多孔液体（Im-UiO-PL）。相比于纯PEGS，Im-UiO-PL对CO2的吸附能力提升了约14倍，与纯Deim-UiO-66固体材料相比，Im-UiO-PL也表现出良好的CO2存储性能。传统固态MOFs材料可在高压CO2气氛下吸附CO2至饱和，但在释放气压至一个大气压时，所吸附的CO2会被大量释放，最终只能存储少量的CO2；相比之下，Im-UiO-PL在一大气压下存储的CO2则是其35倍，并在加热条件下可释放作为CO2源利用，进而催化转化为高附加值化学品如环碳酸酯。
该工作采用离子交换策略制备液态MOFs材料，因阳离子框架材料以及可交换的阴离子种类的多样性，该策略可以作为具有一定普适性的方法制备功能化的多孔液体。此外，该工作将多孔液体MOF应用于催化，拓展了多孔液体材料的应用。
相关研究成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition上。
多孔液体Im-UiO-PL的制备
研究团队单位：福建物质结构研究所