COFs通常是在溶劑熱條件下合成的,需要高溫和較長的反應時間(≥120°C,>72 h)。有鑒于此,清華大學陸躍翔教授、王哲教授、中山大學熊孝根副教授等報道了一種通用且快速的微等離子體(microplasma)電化學策略,可在環境條件下合成共價有機框架。
本文要點:
(1)
這種方法能夠在幾分鐘內制備一系列具有高結晶度的柔性亞胺鍵COF,時空產率比溶劑熱合成方法高出1,000倍。這種方法還實現了制備多種成鍵(這些連接鍵包括剛性亞胺鍵、腙鍵、β-酮烯胺鍵和嗪鍵)的COF。
此外,在乙酸水溶液中成功合成了四種類型的基于亞胺的共價有機框架,這避免了使用有害的有機溶劑,表明plasma方法對于COF的合成具有綠色和普適性。與溶劑熱方法制備的COF相比,plasma合成方法獲得的COF具有更高的比表面積,并且對吸附揮發性的碘表現出更優異的性能。
(2)
在篩選了十多種類型的共價有機框架后,發現碘的吸附容量從2.81 g g-1提升為6.52 g g-1。微plasma體方法的高效性、通用性和簡易性使其成為一種具有前景的方法,在廣泛的應用領域能夠快速的篩選COF材料。
參考文獻
Qing, Q., Luo, J., Liu, S. et al. General synthesis of covalent organic frameworks under ambient condition within minutes via microplasma electrochemistry approach. Nat Commun 16, 2571 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-57892-6
https://www.nature.com/articles/s41467-025-57892-6