離子液體MOF復(fù)合材料——協(xié)同固定CO2

金屬有機(jī)骨架(MOFs)是一類具有高表面積、孔結(jié)構(gòu)可調(diào)、結(jié)構(gòu)多樣等特點(diǎn)的**結(jié)晶多孔材料。在MOFs的眾多應(yīng)用中，其作為**多相催化劑的載體受到了人們的廣泛關(guān)注。然而，用于催化反應(yīng)的MOFs組分要么是不飽和金屬，要么來自有機(jī)連接物上的活性位點(diǎn)，催化效果并不是很**。因此，將多種催化元素整合到MOFs中協(xié)同工作被認(rèn)為是提高其催化性能的一個(gè)強(qiáng)有力的策略。其中將MOFs的金屬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修飾是一種**整合催化元素的策略。將具有催化活性的物質(zhì)包封在MOFs的孔隙中，可以大大增加催化材料設(shè)計(jì)的多樣性。任何與框架結(jié)構(gòu)不相容的催化組分原則上都可以以這種方式固定，其中被包裹的活性物質(zhì)具有可移動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，從而多個(gè)催化組分之間實(shí)現(xiàn)潛在催化合作。

離子液體(ILs)是一種具有熔點(diǎn)低、蒸汽壓力可忽略、熱穩(wěn)定性等特性有機(jī)鹽。其提供了豐富的路易斯酸位點(diǎn)和鹵化物陰離子，顯示出對(duì)CO2催化轉(zhuǎn)化體系的**催化性能。但是由于均相反應(yīng)體系中ILs呈現(xiàn)液態(tài)，使其分離過程**困難，實(shí)際應(yīng)用受到限制。因此，提出使用ILs對(duì)MOFs進(jìn)行修飾構(gòu)建多功能催化材料。研究人員選擇ZIF-8作為MOF原型材料，以1-甲基-3-丙基咪唑溴鹽(MPImBr)為**的咪唑離子液體，所制得的IL@ZIF-8(Zn/Co)催化劑可在環(huán)境壓力下催化CO2與環(huán)氧化合物進(jìn)行環(huán)加成反應(yīng)（圖1），其催化性能明顯優(yōu)于催化劑的單獨(dú)組分。

圖1. IL@ZIF-8(Zn/Co)催化劑的形成

酯基功能化離子液體

含酯基官能團(tuán)的功能化離子液體1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽

醚基功能化酸性離子液體[Me(OEt)1-MOR-C3SO3H][MeSO3]、[Me(OEt)2-MOR-C3SO3H][MeSO3]

[Me(OEt)3-MOR-C3SO3H][MeSO3]

羥基功能化離子液體

異核雙陽離子型磺酸功能化離子液體

[(CSOH)m(CSOH)i]p(OTf)

氨基功能化和羥基功能化離子液體

功能化離子液體氯代1–(2–羥乙基)–3–甲基咪唑鹽([He MIM]Cl)

羧甲基吡啶功能化離子液體

功能化離子液體N羧甲基吡啶硫酸氫鹽([CH2COOHPy]HSO4)

含羥基的功能化離子 液體1-(2-羥乙基)-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([ 2-hydemim][ BF4])

B酸性功能化離子液體

SiO2固化SO3H-功能化離子液體

巰基功能化離子液體

陰離子功能化丙烯基咪唑離子液體