[上图]在低温(a-c)和高温(d-f)条件下处理后，离子液体掺杂的ZIF-8的例子显示熔化和玻璃形成的证据。比例尺为100µm。信贷:Nozari et al。，自然通讯4.0 (CC)
在寻找下一代能源和环境技术的过程中，有机框架(MOFs)是一种经常出现在文献中的物质类。
MOFs是由金属离子和有机配体高度有序的三维网络组成的高多孔结晶化合物。由于MOFs材料的多孔性，使得客体分子可以扩散到本体结构中，从而使其成为存储、分离和催化应用的理想材料，因而引起了研究人员的极大兴趣。
到目前为止，MOFs还没有实现商业可行性，因为这些材料的合成存在困难。MOFs中相对较弱的金属配位键使得材料在化学上不稳定，在不同类型的化学环境中耐受性较低。
几年前的发现在玻璃相中形成MOFs给它们足够的稳定性来批量生产是一个里程碑，现在有几个研究这种玻璃的性质．
研究人员对由沸石咪唑啉框架(ZIFs)制成的MOF玻璃特别感兴趣。zif基MOFs比其他MOF亚基表现出更高的热稳定性和化学稳定性。
令人沮丧的是，由于许多ZIFs的熔化性有限，分解温度低于熔化温度，只有少数ZIFs产生了熔融淬火玻璃。换句话说，有机配体在金属-配体配位键断裂和重组之前就分解了，从而阻止了材料达到形成玻璃所需的液态。
如果可以对材料进行改性，使其在分解之前达到熔化温度，就可以获得更多样化的MOF玻璃阵列。幸运的是，有降低材料熔化温度的策略，最近的研究人员开放获取的纸在ZIF-8上演示了这种方法的潜力，ZIF-8是一种具有sodalite拓扑结构的商业可用ZIF。
研究人员来自德国耶拿大学和英国剑桥大学。在他们的论文中，他们解释了ZIF-8相对较高的孔隙率使材料更有利于热分解。然而，离子液体提供了一种可能的方法来抵消这种趋势。
离子液体是在100℃以下以液体形式存在的盐。由于离子液体- mof复合材料之间的相互作用，研究人员进行了大量的实验和计算研究可以创建新的功能性网站吗有利于吸附、催化和离子传导。
2017年,一个纸土耳其的研究人员阐明了离子液体mof相互作用的另一个结果。具体来说，他们表明离子液体削弱了有机配体和金属离子之间的键，导致热稳定性降低，从而使复合材料更容易熔化。
离子液体可能使某些MOFs更容易熔化，这是这项新研究的研究人员所探索的。他们选择了疏水离子液体[EMIM][TFSI]，并用湿浸渍技术将其装入ZIF-8中。
在通过x射线衍射和扫描电子显微镜确认加入离子液体不会破坏ZIF-8的晶体结构或形态后，研究人员使用热重分析和差示扫描量热法来研究复合材料在加热时发生了什么。
他们发现，离子液体在加热后开始分解，部分分解的离子液体碎片有助于快速分解的ZIF-8有机配体的稳定。这种稳定性使材料不会过早分解，并使材料达到降低的熔化温度——成功地经历了成为玻璃的过程。
研究人员兴奋地发现，ZIF-8熔融淬火玻璃的玻璃形成能力超过了以前报道的传统可熔融zif的超强玻璃。
他们总结道:“它提供了令人兴奋的机会来熔化其他不可熔化的晶体MOF，有可能使各种各样的物理化学性质和相应应用的混合玻璃成为可能，特别是那些来自大孔径MOF体系结构的玻璃。”
在一封电子邮件中，资深作者和耶拿大学教授洛萨Wondraczek该团队目前正在研究如何将这种方法应用于其他传统上不熔化的MOFs。
这篇开放获取的论文发表在自然通讯,是“离子液体促进金属有机骨架ZIF-8的熔化”(DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 25970 - 0)。