共价有机骨架纳米片（COF-NSs）是开发功能材料的新兴构件，其可规模化制备具有重要意义。目前的合成方法由于受限的表面/界面生长空间和复杂的多相合成系统而导致COF-NSs较低的产量。

近日，天津大学姜忠义教授，Michael D. Guiver，Yan Yin发展了一种新的方法，通过原位引入一种单体的静电排斥力，在单一溶液相中合成带电的COF-NS。

文章要点

1）研究人员合成了三种带负电或带正电的COF-NSs，实现了首次报道的最高体积产率18.7mg·mL^-1。

2）研究人员监测了COF-纳米晶在单一溶液相中的生长过程，发现静电排斥力抑制了初始聚合物的聚集，并使平面内各向异性、无序-有序二次生长成为大晶体COF-NS。合适的单体浓度、高单体溶解度的溶剂类型和离子解离能力是在单液相合成中获得高体积产率的关键。

3）研究人员用溶剂浇铸法制备了～25 μm的自支撑SPC-COF-NS薄膜。该膜表现出逐层层状形态和取向结晶度，表现出在80 ℃下364.1 mS cm^-1的良好质子传导率、可忽略的尺寸溶胀比以及作为新型PEM的891.7 mW·cm^-2的H₂/O₂燃料电池性能。

这种单一的溶液相系统为大晶体COF-NSs的可扩展、简便、高效的合成开辟了新的途径，允许这种新兴2D材料在不同应用中的可持续发展。

参考文献

Tong Huang, et al, Single Solution-Phase Synthesis of Charged Covalent Organic Framework Nanosheets with High Volume Yield, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202209306

DOI: 10.1002/anie.202209306

https://doi.org/10.1002/anie.202209306