在温和条件中，将CO₂转化为功能性材料是实现碳中和社会的巨大主要挑战。目前人们深入研究了MOF多孔材料，虽然CO₂是一种非常重要的可再生原料，但是目前未见相关研究尝试使用CO₂合成MOF，CO₂的化学性质惰性，因此目前难以在没有强活性反应试剂或者严苛的反应条件中，将CO₂合成到MOF中。

有鉴于此，京都大学Satoshi Horike等报道发展了一种在温和条件（温度和压力）一步将CO₂组装到MOF结构上的方法。在该报道的方法中，通过哌嗪与CO₂原位生成立方结构 [Zn₄O(哌嗪二氨基甲酸酯)₃]（其中哌嗪二氨基甲酸酯=piperazine dicarbamate），结果得到的MOF材料具有非常高的比表面积（2366 m² g^-1），较高的CO₂比例（>30 wt. %）。虽然二氨基甲酸酯基团在热力学上并非单独的稳定结构，通过组装在MOF的骨架结构中能够形成具有较高稳定性状态，而且实现了非常好的稳定性。

本文要点：

（1）

合成方法。以Zn(OAc)₂、哌嗪、CO₂作为反应物，加入DBU碱，在DMF/异丙醇混合溶剂中室温反应12 h，得以合成得到目标MOF [Zn₄O(哌嗪二氨基甲酸酯)₃]，这种合成方法能够扩展用于合成广泛的哌嗪衍生物分子。

（2）

该合成策略中是通过哌嗪氨基甲酸酯含有合适取向的配位单元进行构建多孔MOF结构，因此热力学不稳定的哌嗪氨基甲酸酯形成配位化学键得到稳定，该研究结果展示了氨基甲酸酯能够作为一种稳定的连接官能团，为发展和利用CO₂提供了可行的方向。

参考文献

Kentaro Kadota, You-lee Hong, Yusuke Nishiyama, Easan Sivaniah, Daniel Packwood, and Satoshi Horike*, One-Pot, Room-Temperature Conversion of CO₂ into Porous Metal–Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c08227

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08227