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Angew. Chem. :具有非互穿船舶拓扑的12连接三维共价有机骨架应用于光催化合成过氧化氢2024-03-27
高度连接的有机连接体对于功能性共价有机框架(COFs)合成至关重要。但是,由于缺乏丰富的三维的分子构筑单元以及难三维COFs 结构难以确定,开发具有新拓扑和新功能的高连通性(>8)三维COFs仍然是一个巨大的挑战。鉴于此,北京科技大学姜建壮教授、王康教授和齐冬冬副教授团队通过2,3,9,10,16,17,23,24-八羧基酞菁M(TAPc) (M = H2, Ni)与具有12个连接位点的5,5′,5′,5′,5′,5””,5””’-(三苯基-2,3,6,7,10,11己基)六(异酞酰肼) (THHI)反应制备了高连接的酞菁基3D COFs (分别命名为H2Pc-THHI-COF 和NiPc-THHI-COF)。

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通过结合粉末X射线衍射、理论模拟和透射电子显微镜等表征手段,证明了制备的三维COFs 的结晶性以及shp拓扑结构。实验和理论研究还揭示了COFs具有宽的可见光吸收、窄的光学带隙、三维互联的纳米通道等特点,使其在可见光照射下(λ > 400 nm), O2饱和的H2O中,通过2e ORR和2e WOR途径生成H2O2,其中H2O2生成速率为 4511—4589 μmol h-1 g-1,优于迄今为止报道的大多数分子基的框架材料。

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总的来说,该论文首次报道了一种12连接的构筑单元,并用其构筑出首例shp拓扑结构的三维COFs,并展现出优异的光催化生成H2O2活性,为功能型三维COFs的设计和合成提供了新的发展方向。

文信息

12 Connecting Sites Linked Three-dimensional Covalent Organic Frameworks with Intrinsic Non-interpenetrated shp Topology for Photocatalytic H2O2 Synthesis

Xinxin Wang, Yucheng Jin, Ning Li, Hao Zhang, Xiaolin Liu, Xiya Yang, Houhe Pan, Tianyu Wang, Kang Wang,* Dongdong Qi,* and Jianzhuang Jiang*

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202401014