溶劑熱法為何難以成型制備COFs材料？根據(jù)實驗現(xiàn)象和前期研究基礎(chǔ)，將這個問題歸因于單體的快速聚合和相分離，而產(chǎn)生的無定形聚合物在很大程度上決定了晶態(tài)COFs的形狀。因此，調(diào)控相分離過程是成型制備COFs的關(guān)鍵。
基于以上認(rèn)識，陜西師范大學(xué)房喻院士團隊的劉忠山副研究員聯(lián)合中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的袁大強研究員提出了一種兩步溶劑進(jìn)料策略，以控制單體發(fā)生聚合反應(yīng)而誘導(dǎo)的相分離過程，結(jié)合溶劑熱法實現(xiàn)了COFs的成型制備。COFs整體材料不僅保留了高結(jié)晶度和比表面積，而且表現(xiàn)出微孔/大孔、介孔/大孔等多級孔結(jié)構(gòu)。對苯蒸氣的吸附實驗表明，ETTA-TPA COFs整體材料對苯具有較強的吸附能力，吸附量為16.8 mmol g-1。這項工作所發(fā)展的兩步溶劑進(jìn)料策略可以擴展至其他亞胺鍵型COFs的成型。該研究工作以題為“Solvothermal Shaping of Imine-Linked Covalent Organic Frameworks by a Two-Step Solvent Feeding Process”的論文發(fā)表在《Advanced Functional Materials》。
傳統(tǒng)溶劑熱法與兩步溶劑進(jìn)料策略的對比
圖1.（a）傳統(tǒng)溶劑熱法與兩步溶劑進(jìn)料策略的對比；（b）方法普適性驗證
兩步溶劑進(jìn)料策略的普適性分析
圖2. 兩步溶劑進(jìn)料策略的普適性分析
COFs整體材料對苯蒸氣的吸附性能
目前大多數(shù)COFs材料主要是采用溶劑熱方法合成的粉晶。COFs粉末的不溶性和可加工性差導(dǎo)致其不易成型，限制了其實際應(yīng)用。該研究證實了兩步溶劑進(jìn)料策略可以有效地與傳統(tǒng)的溶劑熱法相結(jié)合，提高COFs的溶液加工性。這種改進(jìn)的溶劑熱方法可以很容易地成型制備COFs以滿足實際應(yīng)用要求，這對于探索COFs的性質(zhì)、優(yōu)化其應(yīng)用性能以及實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。
全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202400433
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