苏宝连&陈丽华&贲腾AM综述:结晶多孔有机盐:从微孔到层次孔
Nanoyu Nanoyu 2020-09-15


结晶多孔有机盐(CPOSs)作为一类新兴的多孔有机材料,结合了均匀的微孔体系和清晰的极化通道,已成为当前研究的热点领域。CPOSs独特的离子键赋予受限通道高极性,使CPOSs有别于其他有机骨架。同时,由于高度极化的客体分子和主体骨架之间的相互作用,CPOSs表现出许多独特的性质,如质子导电性和极性分子的快速传输。目前,CPOS的合成和应用已取得实质性进展。

有鉴于此,武汉理工大学苏宝连教授,陈丽华研究员,吉林大学贲腾教授概述了CPOSs的合成方法,结构特征和最新应用的研究进展,以及在CPOSs骨架内构建层次化多孔的见解。

文章要点

1作者总结了经典结晶多孔有机盐的最新进展,包括其常规合成方法、结构特点以及在结晶有机盐中制造多个微孔的策略。揭示其结构崩溃、合成方法、对结晶有机盐骨架与极性客体分子(如水)之间的主客体相互作用以及结构-功能相关性具有重要意义,它们是这一领域进一步发展的指导原则。基于此,作者还对几种典型的、有代表性的无永久孔隙率的结晶有机盐进行了比较和讨论,以期对CPOSs的合成起到启发作用。


2作者详细总结了结晶多孔有机盐的最新应用,包括质子导电性、CO2扩散、极大负线性压缩性和分子转子。同时,以无永久孔隙率的结晶有机盐在荧光调制、电子转移、分子交换和物种包覆等方面的应用为例进行了讨论,并说明了CPOSs材料在这些领域具有更高性能的巨大应用潜力。然后,讨论了这些CPOSs不断增长的结构优化需求背后的机理,重点是对传质性能的持续需求。


3作者最后对分层多孔结晶有机盐(HCPOSs)。作为可能是有机材料中第一个同时具有极性和分级孔隙率的材料,HCPOSs可用于气体吸附,界面催化和涉及有机分子亲和力的分子识别。目前关于HCPOSs的研究才刚刚开始,其设计和合成仍然面临包括:合成策略,结构调节,应用开发,结构对质量或电荷传输的影响等有关的挑战。

Shen Yu, et al, Crystalline Porous Organic Salts: From Micropore to Hierarchical Pores, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202003270

https://doi.org/10.1002/adma.202003270


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