【材料】转晶法用于普适性制备高结晶度的中空结构共价有机框架材料- 大数跨境

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2022-04-18

导读：吉林大学王润伟、方千荣教授和山西大学邹后兵等报道了一种有效的转晶策略，实现了高结晶度HCOFs的普适性制备。

共价有机骨架（COFs）是一种新型的多孔结晶性有机聚合物材料，其独特的物理化学性质使其在吸附分离、催化、能源、生物等领域都表现出了良好的应用前景，然而，其性能高度依赖于本征结构化学性质，这在一定程度上限制了其在各个领域的实际应用。考虑到COFs材料的性能高度依赖于其形貌，形貌工程化有望进一步扩展COFs的性能与实际应用，而在不同的形貌中，中空纳米结构具有非常重要的意义，因为它们在调控客体分子的扩散以及赋予多功能性等方面具有独特的优势。因此，实现中空结构COFs（HCOFs）的可控合成对于进一步探索其应用具有极其重要的意义。

在此，吉林大学王润伟、方千荣教授和山西大学邹后兵等报道了一种有效的转晶策略，实现了高结晶度HCOFs的普适性制备。所获得的HCOFs表现出高结晶度和均匀的形貌，以及可调节的颗粒大小和外壳厚度。研究发现，H₂O、乙酸和溶剂通过调节动态的亚胺交换反应在HCOFs的形成中发挥了重要作用。该方法被证明适用于各种胺和醛，产生多达10种HCOFs。重要的是，基于这种方法，研究人员甚至构建了一个史无前例的HCOFs库，包括不同孔结构的HCOFs、碗状HCOFs、交叉皱折的COFs纳米胶囊、颗粒组装的HCOFs和绣球状的HCOFs。该策略还成功地应用于制备具有不同功能内核的COF基蛋黄-壳纳米结构。此外，将具有催化活性的金属纳米粒子植入孔径可调的HCOF的空腔中，形成了具有吸引力的尺寸选择纳米反应器。所制备的金属@HCOFS催化剂在硝基芳烃加氢反应中表现出较高的催化活性和良好的尺寸选择性。