酰亚胺共价有机框架(COFs)因其卓越的稳定性、大比表面积和高孔隙率,被认为是在多个领域具有应用前景的材料。但是,目前酰亚胺 COFs 的合成方法通常涉及复杂的真空操作、大量溶剂的使用以及高温下的长时间反应,这限制了它们在工业生产中的可扩展性。
有鉴于此,天津大学赵美廷教授等开发了一种简便的自加速策略(self-accelerated strategy),可在无溶剂、无真空和低温条件下快速、低成本且大规模合成八个酰亚胺COFs(SACOFs)。
本文要点:
(1)
机理研究表明,这种自加速合成是由大气条件下自发生成的水驱动,这些生成的水加速了无序聚合物的可逆自修复过程,因此实现高结晶性COFs的快速合成。值得注意的是,除了COF单体之外,唯一需要的添加剂是邻位取代苯甲酸,少量的这种酸能够修饰在酰亚胺COFs上,从而实现非常简单的功能化。
(2)
这项研究合成巯基功能化的SACOFs,并将其用作锚定钯纳米粒子的载体。Pd@SACOFs在取代硝基苯的加氢反应中表现出高活性和高选择性,这归因于巯基对钯表面的调控作用。
这种自加速合成策略能够快速、低成本且大规模地生产酰亚胺COFs,有望实现从实验室研究走向商业应用。
参考文献
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