利用超分子二級結構單元(SSBU,supramolecular secondary building units)開發多孔晶體材料是一項令人興奮的突破,它擴展了網狀化學的邊界。但是,形成由非共價相互作用維持的多核團簇以組裝氫鍵框架仍然是一個關鍵挑戰。
有鑒于此,清華大學葉鋼副教授等報道提出了一種新策略,通過調整共軛砌塊的π堆疊體的幾何形狀穩定SSBU,促進形成具有特定結構的氫鍵框架,實現了符合氣體分離苛刻要求的結構。
本文要點:
(1)
具體來說,使用具有芳香雜環羧基的π-π平行堆疊的[NH4+]8[COO-]8(SSBU-4),促進了由銨陽離子橋接形成SSBU結構,因此組裝具有永久孔隙的氫鍵框架材料,而且通過溶劑效應的影響得到結構多樣的氫鍵框架。
(2)
相比的,非雜環分子砌塊的幾何結構或者能量上都不利于形成π堆疊,因此當去除客體分子后,脆弱的框架被損壞。值得注意的是,雜環共軛框架在孔通道內含有豐富的開放Br?nsted酸性N-H位點,與目前見諸報道的多孔分子晶體相比,對含有多種工業氣體的混合物表現出顯著的NH3吸附容量,容量高達275.7 mL/g(273 K,100 kPa)。
參考文獻
Xiaojun Ding, Qiang Gao, Yi Su, Jing Chen, Gang Ye, Pi-Stacking Geometry Directed Supramolecular Secondary Building Units Shaping Hydrogen-Bonded Frameworks for Intensive NH3 Adsorption, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202500268
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202500268