形貌可控的共价有机骨架材料的合成与应用

doi:10.3866/PKU.DXHX202206098

摘要/Abstract

摘要：

共价有机骨架(COFs)作为一种新型晶体多孔材料，在分离富集、催化、药物释放、光电等领域引起了广泛关注。COFs材料的结晶度和形貌决定了其应用。本文综述了不同形貌COFs材料，如：球形、薄膜状、棒状、管状、纤维状、带状、棒状、辊状、笼状等的合成方法和应用，提出存在的问题及解决办法，并展望其应用前景。

关键词: 形貌可控, 共价有机骨架, 合成, 应用

Abstract:

Covalent organic frameworks (COFs), a new type of crystalline porous materials, have attracted considerable attention in many fields such as separation, catalysis, drug release, and optoelectronics. The crystallinity and morphology of COFs determine their application. In this study, the synthetic methods and applications of COFs with different morphologies (spherical, thin film, rod, tubular, fibrous, belt, cage, and roll) are reviewed. Existing problems are also discussed and their potential solutions are proposed.

Key words: Morphology controllable, Covalent organic frameworks, Synthesis, Application

王晓涵, 曹东晓, 李薇, 陈燕, 唐安娜, 孔德明. 形貌可控的共价有机骨架材料的合成与应用[J]. 大学化学, 2023, 38(5): 110-118.

Xiaohan Wang, Dongxiao Cao, Wei Li, Yan Chen, Anna Tang, Deming Kong. Synthesis and Application of Morphology Controllable Covalent Organic Frameworks[J]. University Chemistry, 2023, 38(5): 110-118.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202206098

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I5/110

图/表 8

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

参考文献 27

1	CoteA. P.;BeninA. I.;OckwigN. W.;O'KeeffeM.;MatzgerA. J.;YaghiO. M.Science2005,310,1166. doi: 10.1126/science.1120411
2	MaW. D.;ZhengQ.;HeY. T.;LiG. R.;GuoW. J.;LinZ.;ZhangL. J.Am. Chem. Soc.2019,141,18271. doi: 10.1021/jacs.9b09189
3	LiY. X.;ZhangH. N.;ChenY. T.;HuangL.;LinZ.;CaiZ. W.ACS Appl. Mater. Interfaces2019,11,22492. doi: 10.1021/acsami.9b06953
4	LiangH.;XuH. B.;ZhaoY. T.;ZhengJ.;ZhaoH.;LiG. L.;LiC. P.Biosens. Bioelectron.2019,144,11.
5	LiW.;WangR.;JiangH. X.;ChenY.;TangA. N.;KongD. M.Talanta2022,236,122829. doi: 10.1016/j.talanta.2021.122829
6	WangK.;WangW.;PanS.;FuY.;DongB.;WangH.Appl. Mater. Today2020,19,100550. doi: 10.1016/j.apmt.2019.100550
7	LiM. M.;QiaoS.;ZhengY. L.;AndaloussiY. H.;LiX.;ZhangZ. J.;LiA.;ChengP.;MaS. Q.;ChenY. J.Am. Chem. Soc.2020,142,6675. doi: 10.1021/jacs.0c00285
8	YinZ. J.;XuS. Q.;ZhanT. G.;QiQ. Y.;WuZ. Q.;ZhaoX.Chem. Commun.2017,53,7266. doi: 10.1039/C7CC01045A
9	LiW.;JiangH. X.;CuiM. F.;WangR.;TangA. N.;KongD. M. J.Hazard. Mater.2022,432,128705. doi: 10.1016/j.jhazmat.2022.128705
10	KandambethS.;VenkateshV.;Shinde1D. B.;KumariS.;HalderA.;VermaS.;BanerjeeR.Nat. Commun.2015,6,6786. doi: 10.1038/ncomms7786
11	SasmalH. S.;HalderA.;KunjattuS.;DeyK.;NadolA.;AjithkumarT. G.;BedadurP. R.;BanerjeeR. J.Am. Chem. Soc.2019,141,20371. doi: 10.1021/jacs.9b10788
12	ShindeD. B.;CaoL.;WonankeA. D. D.;LiX.;KumarS.;LiuX. W.;HedhiliM. N.;EmwasA. H.;AddicoatM.;HuangK. W.;et alChem. Sci.2020,11,5434. doi: 10.1039/D0SC01679A
13	WangX. H.;LiW.;JiangH. X.;ChenY.;GaoR. Z.;TangA. N.;KongD. M.Microchim. Acta2021,188,235. doi: 10.1007/s00604-021-04889-9
14	HaoQ.;LiZ. J.;LuC.;SunB.;ZhongY. W.;WanL. J.;WangD. J.Am. Chem. Soc.2019,141,19831. doi: 10.1021/jacs.9b09956
15	ChenD. D.;HuangS.;ZhongL.;WangS. J.;XiaoM.;HanD. M.;MengY. Z.Adv. Funct. Mater.2020,30,1907717. doi: 10.1002/adfm.201907717
16	PachfuleP.;KandmabethS.;MallickA.;BanerjeeR.Chem. Commun.2015,51,1717. doi: 10.1039/C4CC08919G
17	GoleB.;StepanenkoV.;RagerS.;GruneM.;MedinaD. D.;BeinT.;WurthnerF.;BeuerleF.Angew. Chem. Int. Ed.2018,57,846. doi: 10.1002/anie.201708526
18	Rodriguez-San-MiguelD.;AbrishamkarA.;NavarroJ. A. R.;Rodriguez-TrujilloR.;AmabilinoD. B.;Mas-BallestéR.;ZamoraF.;Puigmartí-LuisJ.Chem. Commun.2016,52,9212. doi: 10.1039/C6CC04013F
19	HuangW.;JiangY.;LiX.;LiX.;WangJ.;WuQ.;LiuX.ACS Appl. Mater. Interfaces2013,5,8845. doi: 10.1021/am402649g
20	WanS.;GuoJ.;KimJ.;IheeH.;JiangD. L.Angew. Chem. Int. Ed.2008,47,8826. doi: 10.1002/anie.200803826
21	ZhangF. Y.;ZhangJ. L.;ZhangB. X.;TanX. N.;ShaoD.;ShiJ. B.;TanD. X.;LiuL. F.;FengJ. Q.;HanB. X.;et alChemSusChem2018,11,3576. doi: 10.1002/cssc.201801712
22	JenningsJ.;BeijaM.;RichezA. P.;CooperS. D.;MignotP. E.;ThurechtK. J.;JackK. S.;HowdleS. M. J.Am. Chem. Soc.2012,134,4772. doi: 10.1021/ja210577h
23	LiH. Y.;BredasJ. L.Chem. Mater.2019,31,3265. doi: 10.1021/acs.chemmater.9b00186
24	FlorianB.;BappadityaG.Angew. Chem. Int. Ed.2018,57,4850. doi: 10.1002/anie.201710190
25	MaJ. X.;LiJ.;ChenY. F.;NingR.;AoY. F.;LiuJ. M.;SunJ. L.;WangD. X.;WangQ. Q. J.Am. Chem. Soc.2019,141,3843. doi: 10.1021/jacs.9b00665
26	UnterlassM. M.Angew. Chem. Int. Ed.2018,57,2292. doi: 10.1002/anie.201713359
27	ChenY.;LiW.;WangX. H.;GaoR. Z.;TangA. N.;KongD. M.Mater. Chem. Front.2021,5,1253. doi: 10.1039/D0QM00801J

[1]	卢爱党, 王瑞虎, 刘运亭, 姜艳军. 综合化学实验：Fascaplysin类生物碱的命名、合成及表征[J]. 大学化学, 2023, 38(9): 141 -147 .
[2]	董志强, 阮婵姿, 张春艳, 易波, 陈欣, 陈烨超, 吕银云, 许振玲, 潘蕊, 翁玉华, 章文伟, 任艳平. 配合物[Ni(Me₃en)(acac)]BPh₄合成过程优化的基本思路与初步实施结果——第10届全国大学生化学实验邀请赛无机及分析化学实验试题合成过程优化的基本思路与初步实施结果[J]. 大学化学, 2023, 38(9): 313 -321 .
[3]	黄增芳, 谢辉, 张景强, 雷雪峰, 马军现. 面向应用型创新人才培养的仪器分析教学探索与实践[J]. 大学化学, 2023, 38(9): 19 -24 .
[4]	林诗妍, 张雨豪, 李翀, 王青青, 张慧君, 魏爱琳, 吴丽娜. 青霉素V钾的有机半合成及其抑菌效果表征——推荐一个化学生物学综合实验[J]. 大学化学, 2023, 38(9): 252 -262 .
[5]	张震, 王世龙, 刘珊珊, 李文佐, 何涛, 李家柱. 含硒杂环的电化学合成、分析及表征综合实验设计[J]. 大学化学, 2023, 38(8): 128 -135 .
[6]	张岩, 吴潇逸, 吴阳, 高喜玲. 基于深度学习理论的有机重排反应课堂教学[J]. 大学化学, 2023, 38(8): 22 -30 .
[7]	夏其英, 马登学, 王爱香, 刘国魁, 李云志, 韦瑶瑶, 冷霞, 周广丽. 地方大学应用型化学类人才培养模式改革探究[J]. 大学化学, 2023, 38(8): 38 -43 .
[8]	吴秋锦, 张来英, 朱亚先. 阻燃剂的消防宣传日[J]. 大学化学, 2023, 38(7): 82 -86 .
[9]	周佳, 钟华英. 小沙成“芯”记[J]. 大学化学, 2023, 38(7): 87 -91 .
[10]	黄日帆, 周敏宇, 陈建成. 嗜热菌是怎样炼成的[J]. 大学化学, 2023, 38(7): 147 -151 .
[11]	张来英, 朱亚先. “铅旅”迢迢[J]. 大学化学, 2023, 38(7): 1 -5 .
[12]	黄会梅, 黄帆, 蒋中锐, 吴平平, 袁汝明. 秋荷一滴露——从叶片接触角测量到表面结构模拟的科普探究实验[J]. 大学化学, 2023, 38(7): 274 -280 .
[13]	郑浩清, 邢畅畅, 吕宏帅, 周福康, 孙净雪. 压电家族桃花源记[J]. 大学化学, 2023, 38(7): 70 -75 .
[14]	刘葵, 林茜颉, 何旭娜, 蒋琳, 黄燊, 梁毅, 王红强, 李庆余, 吴强. 创新社会实践课程体系，助力专业人才培养——以广西师范大学应用化学专业为例[J]. 大学化学, 2023, 38(5): 92 -100 .
[15]	靳兰, 马伊蕊, 鲁琦, 胡耀峰, 楚进锋, 龙新, 张欣, 陈咏梅. 对氨基苯磺酸锌配合物的绿色合成及结构表征[J]. 大学化学, 2023, 38(5): 181 -187 .