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然而,由于溶剂分子尺寸的限制,多孔材料的选择也受“窗口”尺寸的限制。这一直是制备含有大孔的多孔液体的核心挑战。应对这一挑战,澳大利亚阿德莱德大学的李涛教授课题组开发了一种表面高分子编织的策略,在金属有机框架材料(MOF)颗粒表面涂敷了双层高分子涂层(图1)。第一层高分子是通过非共价表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)合成的紧密且具有高玻璃化转变温度的聚甲基丙烯酸叔丁基酯网络(xPtBMA)。这一层致密的高分子网络能够有效的将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶剂阻挡在MOF孔外。第二层高分子涂层为含有PDMS侧链的聚甲基丙烯酸酯。这层高分子在化学组成上和PDMS溶剂接近,从而能起到提高MOF颗粒分散度和降低多孔液体粘性的作用。
图1. 在金属有机框架(MOF)表面进行双层高分子层编织的流程示意图
该工作首先将双层高分子编织在窗口大小为0.6 nm的微孔MOF-UiO-66上。CO2气体吸附实验表明,具有双层高分子修饰的UiO-66不仅具有和纯UiO-66相似的CO2吸附曲线,同时还能够在PDMS溶剂中长期保持孔隙率的稳定。相比而言,未修饰的UiO-66的孔隙则会逐渐被PDMS占据,导致CO2吸附量的降低。
图2. 以MIL-101(Cr)为孔载体的第III类多孔液体在298K下水蒸气、C2H4、CO2吸附曲线。
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