分享信息，整合资源
交流学术，偶尔风月
液体对我们来说并不陌生，如作为生命之源的水。但你有没有想过，液体除了能流动，自身还具有永久孔隙率，甚至它的孔腔还能像海绵一样会“呼吸”？今天，就带大家认识一种神奇的材料——液态多孔COF，它不仅会“呼吸”，还能在很多领域大显身手。
在工业领域中，存在大量的气-液-固反应流程，但多孔固体的空腔几乎被溶剂所占据。此外，受限于气体在传统液体中的低溶解度，从而限制了传质效率和生产效率。而多孔液体内部拥有大量的孔隙，气体分子可以吸附在这些孔道中，就像吸附在海绵上一样，从而可以显著增加气体在液体中的溶解度。
基于此，研究者通过在COF外表面修饰-离子交换的方法，制备了首例室温下液态COF材料（COF-301-PL）。相关成果发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR），中国科学院福建物质结构研究所陈子奥博士为论文的第一作者，中国科学院福建物质结构研究所黄远标研究员为通讯作者。
多孔液态COF材料的设计合成与示意图
这种液态COF材料神奇的地方在于，它的孔隙可以像呼吸一样，随着外界环境气压的变化而动态调整。当有大量气体分子进入到孔道时，孔隙会张开“迎接”它们；而当气体分子离开时，孔隙又会闭合“送别”它们。这种“呼吸”能力让液态COF在气体吸附和催化转化方面表现更为出色。
COF-301-PL与不同吸附质对CO2的催化转化能力
在以CO2与环氧氯丙烷为底物的模型反应中，COF-301-PL展现出对于CO2显著增强的催化转化性能。与COF-301固体粉末或PEGS液态客体溶剂相比，其对于CO2的转化效率提升了17倍与24倍。此外，通过进一步研究发现，与无孔的液态客体溶剂PEGS相比，COF-301-PL在提升外加环境压力时，其对CO2的转化效率会随环境压力的增加而产生显著的增量。
COF-301由于“呼吸效应”带来的结构与孔隙变化
研究者指出，由于用于构筑COF-301-PL的多孔主体是柔性网络框架，其被CO2分子填充或脱附时，孔隙能够自发地发生可逆膨胀或收缩。就像“呼吸”一样。正是基于这个原因，COF-301-PL继承了多孔主体框架的“呼吸”能力，因此在高压环境下展现出显著增强的CO2吸附与催化转化性能。
液态COF材料的出现，为多孔材料领域带来了新的发展机遇。随着研究的深入，液态柔性多孔材料将会在科学研究和技术应用领域取得更多突破，进而在更多领域发挥重要作用。