Angew. Chem. ：三蝶烯功能化的三维共价有机框架材料应用于氢气吸附

氢能源是替代化石燃料的主流能源，也是全球能源危机的主要解决方案；氢气存储是阻碍氢能源发展的主要障碍。三维共价有机框架(COFs)由于其结构的精准可预测性、易于设计性、高表面积、高稳定性、低密度等优势，使其在气体吸附特别是氢气吸附领域展现出潜在的应用价值，成为氢气存储的明星材料。三蝶烯单元由于具有更高的部分自由体积和更多的活性位点而被作为氢气吸附的功能化单元。但目前为止，将三蝶烯单元用于功能化COFs还鲜有报道，与此同时，由于有限的构筑单元和结构表征方法，3D COFs的发展相对比较缓慢；因此，设计合成功能化的3D COFs，拓宽其应用成为一种挑战。

近日，吉林大学方千荣教授课题组在网状化学的指导下，首次设计合成了两个基于三蝶烯的具有非贯穿的hea网络结构的三维功能化 COFs（JUC-596和JUC-597）, 其中JUC-596展现了优异的氢气存储性能。

该研究通过使用预先设计的三棱柱形的HFPTP-R醛基单体与立体四面体的TFAPPM氨基单体通过席夫碱反应合成。结合粉末X射线衍射、SEM、氮气吸脱附曲线分析表明，三蝶烯COFs材料具有高结晶度、永久的孔隙率和高的比表面积。

此外，三蝶烯的功能化为这两种COFs材料卓越的氢气吸附性能奠定了良好的基础。由于三蝶烯COFs具有更高的部分自由体积和更多可以利用的活性位点，使得该材料在氢气存储上表现出优异的性能。实验研究表明， JUC-596不仅在1 atm和77 K的测试条件下，表现出高于几乎全部纯有机多孔材料的优异的氢气吸附性能（吸附量高达305 cm³/g），而且在在80 bar和298 K时，其氢气过量吸附量和总吸附量分别达到~0.85 wt%和~1.57 wt%，这个吸附量可以媲美与有裸露金属位点的MOFs材料。

在这项工作中，作者基于三蝶烯功能化单元精准构筑了两个非贯穿的hea网络的3D COFs, 丰富了三维共价有机框架的结构，实现了比较可观的氢气存储量，促进了基于三蝶烯功能化的三维功能化COFs的设计合成及其在氢能源经济中氢气存储领域的应用。

论文信息：

Three-Dimensional Triptycene-Functionalized Covalent Organic Frameworks with hea net for Hydrogen Adsorption

Chengyang Yu,Dr. Hui Li,Dr. Yujie Wang,Jinqun Suo,Dr. Xinyu Guan,Rui Wang,Prof. Valentin Valtchev,Prof. Yushan Yan,Prof. Shilun Qiu,Prof. Qianrong Fang

文章的第一作者是吉林大学的博士研究生于程杨和博士研究生李辉（现为中国吉林大学鼎新博士后）。

Angewandte Chemie International Edition

DOI:10.1002/anie.202117101