酰亞胺共價有機框架(COFs)因其卓越的穩定性、大比表面積和高孔隙率,被認為是在多個領域具有應用前景的材料。但是,目前酰亞胺 COFs 的合成方法通常涉及復雜的真空操作、大量溶劑的使用以及高溫下的長時間反應,這限制了它們在工業生產中的可擴展性。
有鑒于此,天津大學趙美廷教授等開發了一種簡便的自加速策略(self-accelerated strategy),可在無溶劑、無真空和低溫條件下快速、低成本且大規模合成八個酰亞胺COFs(SACOFs)。
本文要點:
(1)
機理研究表明,這種自加速合成是由大氣條件下自發生成的水驅動,這些生成的水加速了無序聚合物的可逆自修復過程,因此實現高結晶性COFs的快速合成。值得注意的是,除了COF單體之外,唯一需要的添加劑是鄰位取代苯甲酸,少量的這種酸能夠修飾在酰亞胺COFs上,從而實現非常簡單的功能化。
(2)
這項研究合成巰基功能化的SACOFs,并將其用作錨定鈀納米粒子的載體。Pd@SACOFs在取代硝基苯的加氫反應中表現出高活性和高選擇性,這歸因于巰基對鈀表面的調控作用。
這種自加速合成策略能夠快速、低成本且大規模地生產酰亞胺COFs,有望實現從實驗室研究走向商業應用。
參考文獻
Yutian Qin, Jing Du, Qingyun Zhang, Chuanqi Cheng, Zefei Dong, Qi Zhang, Shaopeng Li, Jun Guo, Zhiyong Tang, Meiting Zhao, Rapid and Large-Scale Synthesis of High-Crystalline Imide Covalent Organic Frameworks Accelerated by Self-Generated Water, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202419515
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202419515