咨询电话:021-58952328
Chem. Eur. J. :引入双壁有机单元提升共价有机框架材料(COFs)稳定性2023-11-11
科罗拉多大学博尔德分校张伟课题组报道了一种通过引入双壁有机单元增强共价有机框架材料(COFs)稳定性的新策略。与单壁有机单元的共价有机框架材料相比, 双壁材料具有更高的稳定性,同时保持了较高的活性位点密度和较大的孔径。

 

 

9
共价有机框架材料,简称COFs材料,是由有机分子以共价键链接的高结晶性多孔高分子材料。由于其多孔,密度低且活性位点易于调节的特点,被包括气体吸附和分离,储能等多个领域视为有极大开发潜力的材料。

其中开发具有高稳定性的共价有机框架材料一直得到广泛的关注。最主流的提高共价有机框架材料稳定性的策略有如下两个:1. 将构建共价有机框架材料的可逆反应换为不可逆反应;2. 在反应位点附近引入大位阻基团。然而以上两种策略的共同特征是较大程度地改变了共价有机框架材料的反应位点与孔道。

基于以上考虑,科罗拉多大学博尔德分校张伟课题组以平面芳香六胺与对苯二甲醛作为有机单元进行组装,合成了具有高结晶性、高表面积的共价有机框架材料DW-COF-1和DW-COF-2。得到的COF材料都显示出和单壁共价有机框架材料相比更高的稳定性。DW-COF-2在沸水、酸碱溶液中浸泡4天后洗净,仍表现出高度的结晶性。与单壁共价有机框架材料相比,双壁材料在提高了材料稳定性的同时仍保持了高密度的活性位点以及较大的孔径宽度。在这项工作中,作者合成双壁共价有机框架材料,并对双壁材料的稳定性、气体吸附的选择性进行了研究,提出构筑双壁结构相对于单壁结构对共价有机框架材料稳定性提升的策略,这一策略对于未来研究需要高稳定性、高位点密度的储能材料、储气材料提供了结构设计的新思路。

文信息

Double-Walled Covalent Organic Frameworks with High Stability

Yu Gong, Shaofeng Huang, Dr. Zepeng Lei, Lacey Wayment, Hongxuan Chen, Prof. Wei Zhang

Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202302135