二氧化碳(CO₂)是導(dǎo)致**溫室*應(yīng)的主要?dú)怏w，其主要來源于化石燃料的燃燒。能源需求的增加以及可再生能源技術(shù)的缺乏導(dǎo)二氧化碳的含量快速增加。另一方面，CO₂也是一種可再生、廉價(jià)、無毒的碳資源，通過特定的方法可以將其轉(zhuǎn)化為增值材料。例如：通過使用環(huán)氧化合物環(huán)加成得到環(huán)狀碳酸鹽便是一種有*的將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的有機(jī)化合物的方法。

由于這樣的環(huán)加成反應(yīng)是完全的原子轉(zhuǎn)化，因此被認(rèn)為是一種綠色經(jīng)濟(jì)的反應(yīng)。所制備的環(huán)狀碳酸酯不僅可以作為電池的電解液，也可以作為非質(zhì)子*性溶劑用于合成和催化過程，或者作為起始原料用于聚合反應(yīng)以及作為中間體用于生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品。然而，該反應(yīng)的**催化劑的開發(fā)面臨著一定的挑戰(zhàn)：由于CO₂的氣態(tài)形式以及CO₂固有的熱力學(xué)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)惰性導(dǎo)致催化劑周圍的CO₂濃度較低，從而無法實(shí)現(xiàn)CO₂的**捕獲和轉(zhuǎn)化。研究表明使用離子液體修飾MOF的孔表面，可以形成*良的多相催化劑。由于咪唑可以提*CO₂的轉(zhuǎn)化率，因此設(shè)計(jì)合適的咪唑離子液體是活化CO₂環(huán)加成反應(yīng)底物的關(guān)鍵。近日，來自伊斯法罕大學(xué)化學(xué)系的Iraj Mohammadpoor-Baltork等人提出使用離子液體(ILs)修飾的MOF，通過共價(jià)鍵和配位鍵在無溶劑以及低壓下實(shí)現(xiàn)CO₂的**捕獲和轉(zhuǎn)化。作者選用1-甲基-3-氨乙基咪唑溴化銨(ILs)與MIL101(Cr)(MOF)進(jìn)行接枝。

作者指出，所使用的MIL101(Cr) MOF具有較大的表面積，這為CO₂的吸附提供了足夠的空間。此外，它有兩種位置用于離子液體的接枝，具有較好的連接*果。選擇1-甲基-3-氨乙基-咪唑溴化銨作為合適的ILs，是因?yàn)榘坊鶊F(tuán)可以通過配位鍵和共價(jià)鍵附著在MOF處的孔隙表面。作者合成了這兩種方式接枝的多相催化劑，分別為MIL?IL(A)、MIL?IL(B)。

作者通過XRD等手段對(duì)該復(fù)合物進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果顯示MIL101(Cr)的晶體結(jié)構(gòu)在MIL-IL(A)中沒有明顯變化。在MIL-IL(B)中，MIL101(Cr)的骨架完整性也得以保留。在空白實(shí)驗(yàn)中，將所需要的IL與MIL101(Cr)混合，不進(jìn)行任何反應(yīng)(命名為MIL101(Cr)/IL)，并將該復(fù)合物的FT-IR與MIL-IL(A)和MIL-IL(B)光譜進(jìn)行比較，證實(shí)了MIL-IL(A)中不飽和Cr中心與IL的NH₂基團(tuán)之間具有一定相互作用。

接著，作者對(duì)上述復(fù)合物進(jìn)行了SEM、EDX和TEM分析，在SEM圖像中，催化劑結(jié)構(gòu)的八面體形貌未見明顯變化，晶體尺寸與母體MOF吻合良好。EDX映射分析證實(shí)IL在MIL101(Cr)中是均勻彌散。TEM圖像表明IL共價(jià)附著的化學(xué)過程不會(huì)影響MIL101(Cr)的骨架結(jié)構(gòu)。