金属有机骨架(MOFs)是一种由金属节点和有机连接体程序化组装而成的合成材料,它们在气体捕获、催化和分子分离等方面有着广泛的应用。然而,MOFs的成功并不能直接应用于其他结晶固体,比如有机盐。英国南安普顿大学的Graeme M. Day和利物浦大学的Andrew I. Cooper等人,通过将化学知识与计算晶体结构预测(CSP)相结合,设计出了不含金属的多孔有机卤化铵盐。
什么是MOFs和CPOS?
MOFs是一种具有网状设计、高永久孔隙率和良好物理化学稳定性的材料。而晶体多孔有机盐(CPOS)是由酸和碱通过离子相互作用组合而成的多孔分子固体。CPOS在制造方面虽然取得了进展,但与MOFs相比,CPOS材料的工作并没有取得同样的成功。
如何设计多孔有机卤化铵盐?
研究者们通过使用先验的晶体结构预测(CSP),可以合成出孔隙性强且热力学稳定的氨基卤化物盐框架结构。这些多孔盐可以形成可预测的等孔结构家族,并表现出坚固的、可脱溶的孔隙性,以及有用的特性,如高水平的碘捕获。
未来展望
这些框架可以被认为是“倒置的”MOFs,其中卤化物阴离子类似于金属阳离子。研究者们认为CSP是探索这一领域的关键,因为这些盐中的离子键比大多数MOFs更弱,方向性更差,而且CSP使研究者能够在合成之前评估有机阳离子和反离子的新组合形成稳定的多孔晶体的倾向。
——苏承栈
「极星编程网」(www.jxgpc.com)资深编辑
