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何玲&陶国宏团队在Nat. Commun.发表论文——离子液体辅助制备可溶液加工的共价有机框架

访问量:发布时间:2023-12-13

共价有机框架(COFs)作为一种结晶多孔聚合物,在气体吸附/分离、催化、生物医学、化学传感和能量存储等领域具有较大的发展潜力。在二维COFs中,共轭二维层间依靠非键相互作用(如π-π堆积和范德华力) 作用堆叠,而常见的溶剂难以破坏其层间的相互作用,导致合成的COFs通常是微米尺度的粉末。这种微米尺度的COFs粉末通常难以分散在有机溶剂中,加工性能差,严重阻碍了它们的实际应用。

为解决这一问题,近日,化学学院何玲教授和陶国宏教授研究团队通过离子液体引入分子间氢键和π-π相互作用,发展了一种“自上而下”的制备可溶液加工的COFs的方法。将亚胺、吖嗪和β-酮烯胺键连的三种COFs粉末置于1-甲基-3-辛基咪唑鎓([C8mim][Br])离子液体后进行热处理后,可以得到COFs的胶体溶液,其浓度可达0.92 mg·mL-1。处理后的COFs的能保持原有的化学结构和结晶态,粒径降低至约100 nm,可以很好的分散在常见的有机溶剂中,实现可溶液加工。理论计算表明离子液体阳离子与COFs中的共轭结构之间的π-π相互作用和C‒H···π相互作用对制备可溶液加工的COFs胶体中起着重要作用。这项工作为构建可溶液加工的COFs提供新思路,有助于推动该类材料的实际应用。进一步扩大了COFs材料的应用领域。

该研究以“Hydrogen-bonding and π-π interaction promoted solution-processable covalent organic frameworks”为题发表于《Nature Communications》上。四川大学化学学院为论文署名的第一单位,合作单位北京大学新材料学院负责了论文的理论计算。感谢中央高校基本科研业务费的支持,同时感谢四川大学化学学院化学专业实验室综合训练平台和四川大学分析测试中心的测试支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-43905-9

 

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