阿德萊德大學李濤教授團隊 Angew：通過在MOF表面編織雙層高分子來實現介孔多孔液體的合成
2024-04-22 來源：高分子科技
第III類多孔液體是一種既帶有永久多孔性又具有流動性的新型復合材料。設計和制備這類材料的關鍵在于選擇具有超小孔隙窗口的晶態多孔材料顆粒并將其均勻分散于位阻型溶劑之中。由于溶劑分子大于孔材料的孔隙窗口而無法擴散進入孔材料內部，使得永久多孔得以在液體中保留。將晶態多孔材料轉變為多孔液體極大的豐富了傳統液體吸附劑的吸附行為。這使得傳統的粉末狀多孔材料能夠應用于現有的濕法洗滌裝置并進一步拓展到各種氣體分離的應用場景。
圖1：在金屬有機框架（MOF）表面進行雙層高分子層編織的流程示意圖
然而，由于溶劑分子尺寸的限制，多孔材料的選擇也受“窗口”尺寸的限制。這一直是制備含有大孔的多孔液體的核心挑戰。應對這一挑戰，澳大利亞阿德萊德大學的李濤教授課題組開發了一種表面高分子編織的策略在金屬有機框架材料（MOF）顆粒表面涂敷了雙層高分子涂層（圖1）。第一層高分子是通過非共價表面引發原子轉移自由基聚合（SI-ATRP）合成的緊密且具有高玻璃化轉變溫度的聚甲基丙烯酸叔丁基酯網絡(xPtBMA)。這一層致密的高分子網絡能夠有效的將聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶劑阻擋在MOF孔外。第二層高分子涂層為含有PDMS側鏈的聚甲基丙烯酸酯。這層高分子在化學組成上和PDMS溶劑接近，從而能起到提高MOF顆粒分散度和降低多孔液體粘性的作用。
圖2：以MIL-101（Cr）為孔載體的第III類多孔液體在298K下水蒸氣、C2H4、CO2吸附曲線。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202405288
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