传统固态多孔材料因在气液固反应中，孔道多被溶剂所占据导致气体难以接触反应活性位点而受到限制，而兼具流动性和多孔性的多孔液体（Porous liquids，PLs）材料则有可能解决这一问题。然而，高性能的多孔液体的制备因多孔性和流动性的矛盾而存在挑战，尤其是具有本征液态多孔性性的材料。因此，亟需发展新型合成手段制备液态多孔材料，使得其保持多孔固体的永久孔隙度且具有液体的流动性，提高气体在孔材料中的浓度，改善气体与活性位点的接触，从而增大反应活性。金属-有机配位笼由于离散的零维骨架结构、可接近的内腔和独特的化学微环境，能够通过富集底物、稳定反应中间体和促进区激活表现出高效的催化能力和选择性。聚乙二醇和咪唑鎓盐一般是液态试剂，利用这些官能团对金属-有机配位笼进行功能化修饰，有望降低其熔点，使其液化从而得到本征多孔液体。
近日，中国科学院福建物质结构研究所研究员黄远标和曹荣等，在该团队此前制备的液态多孔MOF材料的基础上，发展了直接自组装法（利用一种聚乙二醇修饰的咪唑鎓盐官能化羧酸配体与杯芳烃和金属盐通过超分子自组装反应制备了全新的本征多孔液体）。该本征多孔液体具有永久的孔隙性和流动性，以及较高的CO2吸附、储存能力。通过吸附、浓缩CO2分子，可以使其达到比在传统溶剂中更高的密度。
相关研究成果以A porous metal-organic cage liquid for sustainable CO2 conversion reactions为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。
▲液态多孔配位笼的合成策略示意图
来源：中国科学院福建物质结构研究所