图1. 液态多孔配位笼的合成策略示意图

传统固态多孔材料因其在气液固反应中，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)材料则有可能解决此问题。但高性能的多孔液体的制备因其多孔性和流动性的矛盾存在巨大的挑战，尤其是具有本征液态多孔性性的材料。因此有必要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，而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-有机配位笼由于其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。众所周知，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的黄远标和曹荣研究员等在之前该团队制备的液态多孔MOF材料（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 20915–20920）基础上，发展了一种直接自组装法“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一种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。因此，储存在该液态多孔笼中的CO₂分子可以在温和条件下高效地转化为具有高附加值的甲酰化产物，其催化性能远远超过普通多孔固体和非多孔PEG-咪唑鎓盐等对比材料，并能在保持较高活性的前提下实现多次回收循环。

相关成果近期发表在国际期刊《自然通讯》上（A porous metal-organic cage liquid for sustainable CO₂ conversion reactions. Nat Commun 2023, 14, 3317），论文第一作者为国科大何畅博士（现已入职福建理工大学），通讯作者为黄远标研究员和曹荣研究员，司端惠助理研究员进行了结构模拟。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-39089-x

（曹荣课题组供稿）