近期中国科学技术大学化学与材料科学学院刘波教授、蒋彬教授课题组在Chin Chem Lett上合作发表了题为“Confined electric field in nano-sized channels of ionic porous framework towards unique adsorption selectivity”的研究论文。(DOI:10.1016/j.cclet.2024.109969)。该文报道了含有由阳离子构筑的一维(1D)通道的氢键离子多孔框架结构HIF(Hydrogen-bonded ionic framework),该材料为长的棱柱状晶体,由Ti4+和SO42-构筑的1D无机阴离子链及胍离子(Gua+)通过静电相互作用辅助的氢键组装而成。气体吸脱附测试显示HIF仅能吸附Ar(87K)而不能吸附N2(77 K)和CO2(263 K)。作者通过理论计算分析了HIF-1对Ar具有选择性吸附的原因,结果表明在实验温度下CO2分子由于其吸附自由能(ΔGad)小于零而不能被吸附。不能吸附N2的原因则在于77 K下N2分子在1D通道内的扩散能垒较大,而Ar在通道内的扩散则几乎不受阻碍。结合HIF-1的结构发现1D通道被具有正电荷的Gua+包围,从而在有限空间内形成独特的正电场,N2分子的极化率比Ar分子的极化率大,因此更容易受到正电场的影响。这项研究有助于我们理解多孔框架材料中孔或通道电荷与其吸附性能之间的关系,并为构建具有特定选择性吸附的离子型多孔材料提供了新的策略。