材料科学的进步往往伴随着挑战传统范式的突破。在多孔材料领域，长期以来人们普遍认为永久性孔隙性只能稳定存在于固态结构中。这种观点源于对液体结构的经典理解，即液体是由分子无序堆积形成的介质，仅具有短暂的空隙，缺乏任何永久性的多孔特性。然而，2007年James等人的开创性工作从根本上挑战了这一传统观点[1]，他们首次提出了“多孔液体”——一类在液相系统中保持永久性孔隙性的新型材料。2015年，POCs的成功液化[2]标志着多孔液体从理论概念向材料现实的转变，这是一个重要的里程碑。
随着研究的深入，多孔液体的分类系统逐渐得到完善。目前广泛接受的分类体系是一个四类系统[1]，[3]（图1）：
第一类多孔液体是由含有内在空腔的流体基质组成的均匀液体。
第二类多孔液体是通过将多孔宿主分子溶解在空间位阻溶剂中形成的分子多孔液体。
第三类多孔液体是通过将多孔纳米材料分散在空间位阻溶剂中形成的稳定胶体悬浮液。
第四类多孔液体是孔隙基质本身处于液态的系统，这是通过高温熔化或在高压下实现的。
从基本结构角度来看，第二类和第三类多孔液体的构建依赖于两个关键组分：提供永久性孔隙性的“孔隙生成剂”（多孔材料）和确保流动性的空间位阻溶剂[4]，[5]，[6]。通过精确调节这两个组分之间的相互作用，多孔液体在气体分离、药物输送和膜分离等多个领域展现出独特的优势[7]，[8]，[9]，[10]，[11]，[12]，[13]。
传统上对多孔材料的研究主要集中在多孔宿主的结构改性和功能化上，如POCs[14]、沸石[15]、中空二氧化硅[16]、MOFs[17]，[18]和COFs[19]，[20]，[21]。然而，这种以多孔材料为中心的研究范式在构建多孔液体方面存在局限性。仅仅关注宿主材料往往会导致一个根本性的矛盾：赋予或维持流动性的策略（例如接枝柔性链）可能会无意中堵塞或占据它们试图保护的孔隙，而将溶剂视为单纯的旁观者则无法解决其在液态条件下侵入孔隙的动态挑战。空间位阻溶剂不仅满足了维持流动性的基本要求，而且通过空间位阻效应防止了溶剂分子侵入孔隙，同时确保了多孔材料的分散稳定性[22]，[23]，[24]，[25]。这种溶剂-溶质的协同作用机制构成了多孔液体功能性的基础。尽管溶剂的关键作用得到了广泛认可，但目前的主流综述主要集中在多孔液体类型的系统列表或特定应用领域上。这些全面的综述为该领域奠定了重要基础。在此基础上，本综述旨在通过深入探讨“溶剂-孔隙”二元性的内在机制来补充现有的观点。特别是，我们旨在综合新兴见解，形成一个统一的设计框架，指导溶剂工程如何协调孔隙可访问性和溶剂兼容性这两个根本对立的要求。随着该领域从基础探索转向理性设计和工程应用，解决这一差距显得十分及时。
功能化溶剂（如PDMS、PEG、冠醚）和离子液体（ILs）在构建多孔液体方面展现出独特的优势。功能化溶剂因其可定制的设计能力、降低界面能量的能力以及响应性的可调性而被广泛使用。相反，离子液体由于其高稳定性、出色的静电分散能力、可设计性和多功能集成特性而展现出巨大的潜力[26]，[27]。因此，本综述摒弃了以多孔宿主类型或应用领域为中心的传统框架，采用以溶剂为中心的设计范式，提供了一个整合和扩展该领域最新进展的补充视角。通过对三种主要溶剂平台——功能液体、离子液体和水性系统进行关键的比较和分析，我们旨在阐明溶剂分子在保持孔隙性和确保系统稳定性方面的通用原理。这项工作不仅系统地阐述了基于溶剂设计的构建策略，还努力推断出跨平台的设计原则，并剖析了将多孔液体从实验室材料转化为工业过程时面临的集成挑战。这种视角的转变旨在为理解多孔液体的结构-性质关系提供一个更基础和以设计为导向的蓝图，从而加速其在实现碳中和目标方面的实际应用。研究人员主要使用有机聚合物或离子液体的阳离子/阴离子成分来修饰多孔客体物种的表面。
2015年，首次报道了基于中空二氧化硅球体的多孔液体的成功合成。Dai等人[28]通过将有机硅烷与表面硅醇基团反应，并引入带负电荷的PEG作为反离子，开创了中空二氧化硅的液化方法。这项开创性工作突显了空间位阻溶剂在修饰含孔材料中的关键作用。此外，这些溶剂不仅赋予了流动性，还通过表面相互作用帮助维持了孔结构的稳定性。值得注意的是，溶剂的具体选择可以显著提高所得多孔液体的性能[23]。例如，使用离子液体（由1,6-双(3-丁基咪唑-1-基)己烷阳离子和双(三氟甲基磺酰)酰胺阴离子组成）作为液相，以及ZIF-67作为多孔宿主制备的第三类多孔液体，其CO?吸收能力比纯离子液体高出55倍[29]。
虽然目前大多数多孔液体依赖于功能化溶剂或离子液体，但Jarad A. Mason在2022年报道的一种创新热力学策略[30]成功地使用水作为溶剂制备了具有永久性微孔性的“微孔水”。这一突破不仅绕过了对功能化溶剂和离子液体的传统依赖，还为绿色化学和工业应用开辟了新的途径。
基于上述理解，本文采用了一种新的以溶剂为中心的视角，系统地回顾了多孔液体的发展轨迹。采用基于溶剂类型的分类框架，重点分析了功能化液体、离子液体和水性系统在构建多孔液体中的关键机制作用。此外，还讨论了多孔液体在气体分离等领域的应用前景及其未来的发展方向。这种研究视角的转变旨在加深对多孔液体结构-性质关系的理解，并加速该领域从基础材料探索向实际应用的过渡。
