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综述:共价有机框架材料的后合成功能化

Science China Press

共价有机框架材料(COFs)是一种可定向设计其结构组成和功能的结晶多孔聚合物。COF结构的功能化对于定向合成具有特定性质功能的目标材料是至关重要的。通过后合成修饰的方法将新功能引入到COFs中,从而获得具有多种性质且可广泛应用的功能化COFs。

近日,在National Science Review发表的一篇新综述中,吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室的方千荣教授及其合作者总结了COFs后合成功能化的最新进展。他们探究了COFs中后合成功能化开发的过程,并详细阐述了这些功能对所得COFs的结构和性能在特定应用中的贡献。

文章指出目前研究者已经成功地将大量的有机-无机功能组分引入到COFs中来获得所需的功能化材料。该功能化涉及新型键(共价键和配位/离子键)的形成,化学反应(氧化/还原反应)以及框架结构和功能组分之间的主客体相互作用。另外,有机功能化的COFs、金属/ COF杂化物和其他基于COF的材料也被报道。作者也介绍了功能化的COFs在气体存储与分离、分子吸收与释放、催化剂、电存储传感以及其他领域的重要应用。

进一步地,作者对该领域未来的研究方向和存在的挑战提出了展望。在COFs未来的发展中,仍然有许多需要改进的地方,例如可被用作功能化的构筑基元很少。目前通过主客体化学来功能化的COFs主要用作电子和能量存储应用,因此在更广泛的复杂应用中的研究仍然具有吸引力。

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该研究得到国家自然科学基金创新研究群体、面上项目等基金的资助。相关成果有助于更好地通过合理的设计来定向可控地将新功能引入到COF材料中。

论文链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwz122

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