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英文原題：Self-Controlled Growth of Covalent Organic Frameworks by Repolymerization
通訊作者：魏大程，復旦大學
作者：Lei Yang（楊磊）, Qianying Guo（郭倩穎）, Hua Kang（康華）, Renzhong Chen（陳仁忠）, Yunqi Liu（劉雲圻）, Dacheng Wei（魏大程）
共價有機框架（Covalent Organic Frameworks, COFs）材料是一類完全由輕質元素（C、H、O、N、B等）通過共價鍵連接而成的晶態多孔聚合物材料。因其具有密度小、比表面積大、多孔性、結晶性和可功能化等優點，受到廣泛關注。合成COFs材料常用的可逆反應是席夫鹼反應，其生長過程一般分為兩個階段：首先，單體快速反應形成無定形的聚合物；然後，這些聚合物再通過可逆反應進行結構修復，最終形成多晶的粉體材料。直到現在，實現COFs材料生長過程的調控從而得到高質量的COFs仍是一個難題，這也限制了COFs材料在各領域中的應用。近日，復旦大學魏大程課題組開發了一種重聚合法實現了COFs材料的自控生長。利用合成COFs反應的可逆性，使用COFs粉末作為起始原料，在反應開始後，COFs粉末會緩慢分解產生COFs的單體和寡聚物，這些單體和寡聚物又會重新聚合生成新的COFs。由於COFs粉末的分解反應需保持反應體系的平衡，COFs單體和寡聚物的產生速率相對較慢，從而就降低新生COFs的生長速率，那麼這些新生COFs的結構修復過程就會更加充分（圖1）。因此，新生COFs的生長過程是在系統自建的平衡態下進行的，在此狀態下生成的COFs材料質量相對較高。若將襯底放入此反應系統中，襯底上就會生成一層高質量的COFs薄膜，其厚度可由反應時間控制。此方法的普適性好，可用於大多數COFs薄膜的製備，在本文中作者製備了兩種不同類型的COFs（COFTAPB−DMTP和COFPy−Ph）（圖2和3）。利用COFs與石墨烯之間的π–π相互作用，可在石墨烯表面生長COFs薄膜，隨後可直接用於COFs/石墨烯基場效應電晶體傳感器的製備。作者製備了用於檢測NH3分子的COFs/石墨烯基FET傳感器，其表現出了優異的檢測性能，檢測限達到了100 ppt（圖4）。此方法為COFs的可控合成提供了新策略，有助於其性質及應用的進一步探索研究。圖4. COFPy−Ph薄膜的表徵及其在場效應電晶體傳感器中的應用。該工作近期發表在Chemistry of Materials 上，論文第一作者為復旦大學高分子科學系博士生楊磊，通訊作者為魏大程研究員。Self-Controlled Growth of Covalent Organic Frameworks by RepolymerizationLei Yang, Qianying Guo, Hua Kang, Renzhong Chen, Yunqi Liu, Dacheng Wei*Chem. Mater., 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c01140Publication Date: June 1, 2020Copyright © 2020 American Chemical Society本文版權屬於X-MOL（x-mol.com），未經許可謝絕轉載！歡迎讀者朋友們分享到朋友圈or微博！
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