MOFs基多孔液体的制备及其应用

多孔液体(Porous Liquids, PLs)是一种结合了多孔固体材料永久孔隙率和液体流动性的新型液体材料,在气体吸附和分离、催化等应用领域中展示出巨大的潜力。金属框架材料(MOFs)因其具有高的比表面积、热和化学稳定性、独特的结构以及制备简单的特点,使其有望成为构筑PLs多孔宿主的最佳候选材料之一。近些年来,基于MOFs(ZIF-8、ZIF-67、UiO-66等)基多孔液体相关研究被陆续报道。首先,介绍了多孔液体的分类；其次,总结了近些年来MOFs基多孔液体的制备以及应用；最后,对MOFs基多孔液体的制备存在的挑战与未来在气体吸附、催化等领域进行了展望与总结。     

非传统表面活性剂制备硅基介孔材料新进展

因无机多孔材料在诸多领域具有潜在的应用前景,其合成路线的研究一直备受研究者的广泛关注。本文综述了非传统表面活性剂在硅基介孔材料合成中的研究进展。阐述了有机小分子、离子液体和新型硅源等非传统表面活性剂作为模板剂制备硅基介孔材料的现状。与利用传统表面活性剂的合成路线相比,以非传统表面活性剂为模板的制备路线在合成过程中体现了诸多优势,为硅基多孔材料的合成提供了新的思路。     

多孔液体新型材料研究及应用进展

多孔液体材料指的是内部单元分子具有稳定的、永久性的、形状固定的空腔结构的一类液体,它突破了多孔固体材料不具备流动性所带来的储存和应用等系列问题。本文回顾了多孔液体这一新型材料的研究背景,概述了其最新研究进展。依据多孔液体材料内部单元分子结构的不同将其分为两大类,并详细介绍了其分子结构特点与制备方法。对制备多孔液体材料的物质特性进行了归纳,阐述了多孔液体材料在气体吸附、气体分离、主客体化学等方面的应用进展。最后对其未来发展前景进行了展望,多孔液体材料有望应用于催化、石油化工、光电材料、生物学等领域,其合成和应用将成为人们研究的热点。     

多孔材料在药物缓释方面的应用研究进展

无机介孔材料,具有较好的孔道分布和比表面积,无药理毒性,可回收反复利用等优点被广泛用于研究其在药物缓释方面的研究,金属有机骨架材料具有易进行官能团修饰等优点也被越来越多的人用于装载药物研究其生理活性,有机多孔材料由于具有良好的物理化学稳定性、孔径可调等优点在药物缓释领域具有良好的应用前景。本文主要介绍了多孔材料的研究进展及它们在药物缓释方面的研究进展。     

多孔液体设计制备及性能分析研究进展

多孔液体（porous liquids,PLs）作为一种新型材料,由于兼具固体多孔性和液体流动性,在催化、储能、石油化工、光电材料、气体吸附分离、气体储运、生物医药等领域具有广泛的应用前景。但多孔液体制备过程中存在合成路线复杂、有机溶剂挥发、液体黏度大、久置沉淀等问题,制约了多孔液体的进一步发展与应用。本文围绕多孔液体的设计制备过程中存在的可行性、稳定性、流动性及碳捕集性能等问题,阐述了多孔液体的种类,综述了近年来多孔液体制备方法和流程以及多孔液体内核外冠结构对稳定性、流动性的影响,概述了目前多孔液体在碳捕集方面的研究进展。最后对多孔液体在制备合成方面的挑战进行了归纳总结,在气体吸附分离及其他方面的应用进行了展望。     

新型多孔材料的合成及应用研究进展

新型多孔材料具有孔径可调节、高比表面积和可功能化设计等特点，通过不同需求对其进行结构设计和化学修饰，能够得到各种形貌和性能的新型材料，使得其在吸附与分离、储能和催化等多个领域具有较好的应用潜能。介绍有机多孔材料(HCPs、PIMs、COFs、CMPs)和有机-无机杂化多孔材料(MOFs)的合成方法及其在物质吸附分离与催化领域的研究应用，并对今后的研究热点及发展趋势进行展望。     

多级孔金属有机骨架材料的合成及其在生物医药中的应用研究进展

金属有机骨架（metal-organic frameworks,MOFs）是多孔材料领域的研究热点之一。MOFs具有高比表面积和孔道均一等特点,但微孔MOFs在大分子应用领域受到限制。本文介绍了延长配体法、模板剂法和聚合物法等多种制备多级孔MOFs的方法,合成后的多级孔MOFs兼具微孔、介孔和大孔,能够参与大分子反应,同时具有水热稳定性和化学稳定性,在催化、气体吸附分离、储能材料等诸多领域表现出优异性能。本文重点介绍了多级孔MOFs在生物医药领域的研究进展,结果表明多级孔MOFs是一种孔道可调节、可在特定条件下分解的生物相容性材料,用于固定化酶和负载医药分子均表现出良好性能。最后讨论了多级孔MOFs材料制备和应用目前存在的问题与挑战,展望了多级孔MOFs材料作为一类新型功能化多孔材料的应用前景。     

多孔液体的设计合成与应用研究进展

多孔液体是结合了固-液两相优势的具有稳定永久空腔结构及流动性的新型材料，具有优异的物理化学特性和广阔的应用前景。本文回顾了多孔液体的研究和发展历程，重点总结了各种不同类型多孔液体的设计合成、物性表征和机理模拟计算方面的研究进展，详细分析了多孔液体的形成和作用机理，介绍了多孔液体在气体分离、手性诱导、萃取分离及催化等方面的应用及进展。最后，对多孔液体的未来发展方向进行了展望。     

多孔液体及其二氧化碳气体分离研究进展

多孔液体是一类存在永久性孔洞且具有流动性的新型多孔材料,兼具微孔材料和液体的特性,具有重要的理论研究和应用价值。本文介绍了多孔液体的概念,总结了三类多孔液体制备方法,分析了其特点和形成条件。第一类多孔液体是由具有空腔的刚性主体单元形成的纯液体,主要制备方法为将具有孔洞的有机大分子或纳米颗粒进行适当修饰,使其能在常温下以液态形式存在;第二类多孔液体是将具有空腔的刚性主体分子溶解在合适的位阻溶剂中形成永久且空置孔洞,最新合成方法为缩合反应一步法得到主体分子,与较好相溶性溶剂分子互配;第三类多孔液体也是由具有空腔的刚性主体和位阻溶剂组成,配制过程中寻找相匹配的微孔框架、位阻溶剂和分散剂,得到稳定流体相是关键步骤。综述了多孔液体用于二氧化碳气体分离的研究现状,分析了不同种类多孔液体捕集二氧化碳的优缺点和捕集机制。最后对多孔液体合成方法及其在气体分离过程应用进行了展望。     

模板法制备多孔炭材料的研究进展

模板法为各种有机和无机纳米材料的可控和定向合成开辟了一条全新的技术途径，近年来已经成为材料制备研究领域引人注目的新方法。本文就迄今为止模板法在制备具有规则结构的多孔炭材料领域的研究动态进行综述，介绍了多孔炭材料的模板法制备、应用前景及其可能的形成机制。     

有机多孔聚合物CO2捕集及分离性能的研究进展

有机多孔聚合物（porous organic polymers,POPs）是一类由有机构建单元连接而形成的新型多孔材料。由于其优异的物理化学稳定性以及CO₂吸附能力,近年来有关POPs在CO₂捕集和分离的研究成为一大研究热点。大量具有优异孔性质（比表面积和孔容）的POPs通过不同有机合成反应被成功地开发出来应用于CO₂吸附分离过程。本文介绍了POPs材料的CO₂捕集与分离性能的研究现状,总结了提高POPs材料CO₂分离性能的合成策略,重点分析了可以通过功能化增强吸附剂与二氧化碳分子之间的相互作用,来提高材料的CO₂分离能力的方法。     

多孔液体在CO2捕集与利用领域的研究进展

为助力中国早日实现“双碳目标”，深入落实化工领域绿色低碳可持续发展的重要举措，吸附-吸收耦合有望成为气体分离的绿色变革性分离技术，其关键是高性能吸附（收）材料的开发。多孔液体（PLs）作为一类具有永久孔隙的液体材料，兼具了液体吸收剂的易于管道输送、传质传热效果好等优点和固体吸附剂的高比表面积、高孔隙率等优点，有望成为新一代CO2捕集的绿色变革性介质。该文首先简单介绍了多孔液体发展脉络；然后，重点聚焦于多孔液体在CO2的吸附/吸收、膜分离、催化转化等领域的应用展开探讨，并对多孔液体性能和优缺点进行分析归纳。最后，对多孔液体目前面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。     

微流控制备金属/共价有机框架功能材料研究进展

近年来，金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)等多孔材料因其结构单元的多样性和可设计性，不仅可以构筑具有多样化拓扑类型和化学物理性质的骨架结构，还可以精准调节结构中孔道的形状、大小和孔径分布，在气体吸附与分离、催化和化学传感等方面展现出广泛的应用价值。然而传统间歇式合成方法中相际间缓慢的微观传递过程，不利于材料的连续均一制备。近年来，微流控技术连续操作、精准可控、传递效率高和高度可重复性等特点在纳米材料制备领域体现了独有的优势。本文综述了近年来利用微流控技术制备MOF和COF材料的研究成果，重点介绍微流控强化合成过程，实现快速制备MOF和COF功能材料，以及通过微流体精准调控多孔材料微结构的研究工作。     

Porous polyphenylene sulfide membrane with high durability against solvents by the thermally induced phase‐separation method

Porous polyphenylene sulfide membranes were prepared as new solvent‐resistant membranes by the thermally induced phase‐separation (TIPS) method. Porous structures were either formed by solid–liquid phase separation (polymer crystallization) or liquid–liquid phase separation. The effects of solvents, cooling rates, and polymer concentrations on the porous structures were investigated. Various characteristics of pore structure can be obtained with suitable diluents and cooling rates using the TIPS method. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 102: 2959–2966, 2006     

多孔碳酸钙的制备及应用研究进展

碳酸钙是一种稳定的无机化合物,在自然界中广泛存在。多孔碳酸钙作为无机材料,以其比表面积大、无毒、生物相容性好等优点而被广泛应用于化工、医药、冶金、食品等行业。但多孔碳酸钙的结构、性能与应用受其制备方法和工艺影响严重,不同方法制备得到的多孔碳酸钙呈现出千差万别的结构和晶型。本文主要介绍了多孔碳酸钙的常用制备方法,主要有模板法、乳状液膜法、共沉淀法、溶剂/水热法、凝胶结晶法、盐析法等,并简要阐述了各种方法的制备原理与优缺点,同时将一些较新领域应用所取得的成果进行了归纳。指出国内外研究多孔碳酸钙在制备方法和工艺方面存在产品结构与性能难精确控制、过程节能环保不到位、原料利用较局限等问题,建议开展多孔碳酸钙在废水废气方面的应用研究。     

静电辅助多孔液体的制备及特性研究

以硬模法制备的纳米中空SiO₂颗粒为腔洞结构，利用聚合咪唑阳离子与SiO₂的静电作用使SiO₂颗粒表面带正电荷，在外表面冠以磺化聚乙二醇赋予中空SiO₂颗粒流动性，制备得到静电辅助的中空二氧化硅多孔液体。性能表征表明多孔液体具有大小约为10 nm的孔径均一的球形腔洞，多孔液体的中空SiO₂含量约为13%(质量)，室温条件下多孔液体的黏度为2.25 Pa·s，表现出良好的流动性。模拟结果得到聚合咪唑阳离子与中空SiO₂的吸附能为279.55 kJ/mol，证实聚合咪唑阳离子可以紧密黏附在中空SiO₂表面。采用的静电辅助表面修饰的方法为设计与制备多孔液体提供了一条新思路。     

离子液体自模板合成多孔碳氮材料及其对二氧化碳的吸附

以多种氰基离子液体为前驱体，采用高温碳化法直接制备多孔碳氮材料，系统考察了离子液体前驱体阳离子结构、阴离子种类及合成条件等因素对碳化材料比表面积、氮元素含量及氮种类的影响，并研究其对CO2的吸附性能。结果表明，阴离子在聚合过程中起模板剂的作用。合成材料主要呈介孔结构，比表面积最高达732.6 m2/g，氮含量最高为9.9wt%，在温度25℃、压力1.8 MPa条件下，CO2的吸附量最高达20.9wt%。多孔碳氮材料经180℃真空加热后可完全脱附再生，再生稳定性良好。     

Ionic liquids in separations

Ionic liquids are liquids composed completely of ions. In the past two decades, ionic liquids have been widely used as "green solvents" replacing traditional organic solvents for organic synthesis and catalysis. In addition, ionic liquids are playing an increasingly important role in separation science. In this Account, the application of ionic liquids in all areas of separation science including extractions, gas chromatography, and supported liquid membrane processes are highlighted.