以最小的能源成本从混合气体中封存二氧化碳(CO₂)对全球燃料气利用和温室气体减排具有重要意义。开发高容量、高选择性的先进CO₂吸附技术为这方面提供了一条节能途径。关键的挑战仍然在于具有定制孔道的适应性吸附剂的可控结构，以及局部表面化学的特定工程。

基于此，清华大学Jing Chen，Gang Ye报道了提出了一种自适应的二元溶剂诱导合成策略，用于从一系列C₂-对称的蝴蝶形分子中合成具有可调表面极化的超微孔氢键有机骨架（HOF）可控结构。

文章要点

1）与传统的氢键驱动的羧基二聚体自组装不同，这种C₂-对称蝴蝶形分子，包括4,4',4'',4'''-(pyrazine-2,3,5,6-tetrayl) tetrabenzoic acid（PTBA）, 4,4',4'',4'''-(benzene-1,2,4,5-tetrayl)tetrabenzoic acid（BTBA）和3,3',5,5'-tetrakis-(4-carboxyphenyl)-1,1'-biphenyl （TCBP）的组装行为主要受二甲基甲酰胺（DMF）溶剂体系中原位生成的二甲胺的调节。它充当氢键调节器，在调整羧基堆积模式的同时桥接羧基官能团。同时，共溶剂甲醇的化学计量添加起到了分子模板的作用，占据了构筑块之间的空隙，使HOFs内形成了永久性的超微孔。

2）基于这一自适应策略，获得了一系列超微孔中具有可控开放共面羧基氧原子的HOF单晶，即BTBA-1、PtBA-1和TCBP-1。由于HOFs， BTBA-1a和PtBA-1a具有尺寸匹配的孔道，特别是具有很强的极化能力，在常温下对CO₂/N₂（20/80）混合气体表现出高选择性气体分离。

这一研究为C₂-对称蝴蝶形分子溶剂介导型超微孔HOF的形成提供了新的机理理解。此外，这里建立的一般合成策略将激励人们开发更多具有定制多孔框架和可调极性环境的HOFs，用于多学科应用。

参考文献

Binary Solvent Regulated Architecture of Ultra-Microporous Hydrogen-Bonded Organic Frameworks with Tunable Polarization for Highly-Selective Gas Separation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202116483

https://doi.org/10.1002/anie.202116483