共价有机框架材料因其规则孔道和可设计骨架结构,被认为是发展下一代多孔功能材料的重要平台,但其发展受制于稳定性与结晶性之间的矛盾。对于强共价键连接的框架材料而言,稳固键合赋予材料优异稳定性,却降低了框架生长过程中的可逆纠错能力,难以兼得高结晶度、大晶畴尺寸和可控形貌。二维sp2碳共轭共价有机框架(sp2c-COFs)正是这一挑战的代表体系。该类材料由C=C键连接,兼具结晶层叠结构、π共轭骨架和多孔特征,在光催化、光电转换、能源收集和环境分离等领域具有应用潜力,但C=C键形成反应可逆性低,使其高质量多晶粉末、大尺寸单晶和连续薄膜的可控制备极具挑战。
近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所团队梳理了sp2c-COFs从C=C键构筑、框架结晶调控到宏观形貌设计的发展脉络。针对C=C键形成反应可逆性低、框架结晶困难的问题,团队总结了羟醛缩合反应中的分子设计策略,阐述了苯并噁唑、苯并噻唑、苯并咪唑和吡喃鎓阳离子等功能化单体如何通过提升反应活性、稳定关键中间体和调控单体反应性匹配,促进高效C=C键形成与有序框架生长,为构筑结晶性sp2c-COFs奠定了化学基础。针对单晶sp2c-COFs难以制备问题,团队论述了亚胺向烯烃转化和曼尼希消除反应等新型合成方法。这类策略先利用亚胺键的动态可逆性实现框架预组织和结构纠错,再将其转化为稳固的C=C共轭骨架,突破了全共轭框架结晶困难,推动了单晶sp2c-COFs制备。
随着sp2c-COFs从粉末和单晶研究进一步迈向器件应用,薄膜的可控制备成为该领域的重要方向。该研究阐述了铜表面介导的克脑文格尔缩合、单层辅助表面引发羟醛缩合,以及两亲性吡啶鎓盐辅助羟醛缩合等薄膜制备策略。这些方法将C=C键构筑从溶液体系拓展到界面和基底表面,能够获得高结晶度自支撑薄膜,还可实现硅片、聚丙烯腈薄膜和玻璃等多种基底的功能化,为增强界面粘附、推进器件集成和提升材料性能奠定了基础。
上述研究围绕强C=C键形成、长程有序结构构筑、形貌精准调控与功能应用拓展,总结了sp2c-COFs的发展逻辑,为理解稳健π共轭多孔材料的结构—性质关系及推动其应用拓展提供了参考。
相关研究成果发表在Account of Chemical Research上。研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的支持。
sp2c-COFs分级形貌调控示意图
? 11月8日,新疆和田学院揭牌仪式在科技路校区涵德楼报告厅举行。自治区人民政府副主席凯赛尔·阿不都克热 家校社协同育人是建设教育强国的重要要求,是落实立德树人根本任务的重要支撑。近年来,各地大力推进家校社“教联体”建设,落实学校、家庭、社会各方育人责任和相互协同机制,增强协同育人共识,提升协同育人实效,对促进青 11月14日,在江苏省海安市墩头镇吉庆幼儿园“户外小厨房”内,小朋友们在老师的指导下,学习洗菜、切菜、炒菜、生火做饭等劳动技能,让孩子们在有趣的劳动教育中获取生活经验,提升自理自立能力。(中国 《中华人民共和国学前教育法》以“推进学前教育普及普惠安全优质发展”为主线,深刻、全面、具体阐述了落实政府发展学前教育责任的法律规定和实现路径,对于加快学前教育高质量发展、实现现代化 “我最喜欢到大班去玩,那里有我的好朋友。”“我带着小弟弟一起去看表演。”“我要到三楼去购物。”在厦门市第一幼儿园的开放活动时间,孩子们向记者说出自己想去的地方。近年来,厦门一幼每周拿 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 魏海政 通讯员 王胜利 胡勇)11月11日上午,山东省泰安市东平县旧县乡中心学校一名学生家长饱含感激之情,将一面写有“关爱生命施援手,全家不忘救命恩”的锦旗,送 。本文链接:碳碳双键共轭共价有机框架的结晶调控与形貌构筑研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-4318-0.html
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