将二氧化碳(CO₂)转化为高附加值聚合物是绿色化学的核心课题之一。离子液体凭借其卓越的CO₂亲和性和结构可调控性，在CO₂吸附活化研究中展现出显著优势备。通过将功能化离子液体与CO₂直接共聚制备离子聚合物，能够有效集成聚离子液体的多功能性与CO₂基聚合物的结构特质。

  近期，东华大学/苏州大学严锋教授团队开发了一种自发的、无催化剂的聚合策略。该团队利用羟基功能化的离子液体，在温和条件(60 °C，0.1 MPa)下成功实现了与CO₂的自发聚合，获得了一系列多功能的离子型聚碳酸酯。结合光谱学和理论计算，揭示了离子液体与CO2自发聚合的机制，其中阳离子作为CO₂“浓缩器”可提升局域浓度，而OH?阴离子通过碳酸氢盐介导的亲核路径驱动聚合。所得聚合物集成了高离子电导率、双波长荧光及广谱抗菌活性等特性。此外，该材料还可作为环氧树脂粘合剂增强剂，表现出优异的闭环化学回收性能(图1)。该项研究为CO₂的高值化利用和可持续智能化材料的设计提供了全新的思路，在智能粘合剂、柔性电子和信息加密等前沿领域具有广阔的应用前景。

  2026年5月12日，相关成果以“Spontaneous, Catalyst-Free Co-Polymerization of Ionic Liquids With CO₂ Toward Polycarbonate”为题发表在《德国应用化学》(Angew. Chem., Int. Ed., 2026, e8811376)。东华大学崔勇恒博士生，苏州大学潘霁为文章共同第一作者，严锋教授和周莹杰教授为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金委、东华大学及先进纤维材料全国重点实验室等的资助支持。

图3. 离子聚碳酸酯自发聚合机理研究: 密度泛函理论（DFT）计算深入阐明了反应的竞争路径：OH?首先与CO₂反应生成HCO₃?，随后亲核进攻二溴代烷烃生成-OCOOH中间体；该路径生成HCO₃?为决速步，活化能仅为14.35 kcal·mol^-1，远低于ROCO₂?路径(78.07 kcal·mol^-1)，表现出较好的动力学可行性。对关键中间体及过渡态的静电势分析进一步揭示，碳酸氢盐路径较低的能垒源于其初始态电荷分布的高度离域以及过渡态平稳的电荷转移过程。理论与实验相结合，有力证实了HCO₃?介导路径是该自发聚合过程的主导机理。

图5:离子型聚碳酸酯的闭环化学回收:在温和的碱性条件下，该离子型聚碳酸酯骨架中的碳酸酯键发生选择性断裂，从而实现向原始单体组分的完全降解，而回收得到的单体可循环用于后续聚合，重新生成结构几乎完全相同的离子型聚碳酸酯，从而实现了“单体-聚合物-单体”的闭环回收。

  综上所述，该研究开发了一种在温和条件下(0.1 MPa, 60 °C)下，由CO₂和羟基功能化离子液体自发聚合多功能离子型聚碳酸酯的普适策略。该工作为CO₂的高值化利用和可持续智能材料的设计提供了全新的思路。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.8811376