01【导读】
在原子和分子尺度上操作共价有机框架 (COF) 的实际应用通常需要对它们在多尺度上进行精确控制的组装。因此,建立控制 COF 微晶的成核和生长及其自组装成所需 COF 纳米形态的能力的合成方法引起了研究人员的极大关注。COF形态可以根据它们的维度分为四类:(i)0维COF 纳米形态集由纳米球、空心球和纳米粒子组成;(ii) 一维 COF 纳米形态是纳米纤维、纳米棒、纳米线和纳米管的集合;(iii) 二维 COF 纳米形态包括纳米片和薄膜;(iv) 三维 COF 形态的特征是扩展结构,例如固定在三维空间中的泡沫、单块和其他分层结构。
02【成果掠影】
近日,有学者发表了评述性论文,总结了各种COF的合成策略,这些策略能够精确控制 COF 纳米形态的尺寸、形状和维度,并揭示维度对其物理化学性质和应用的影响。作者的目的是建立形态维度的协同优化,同时保持 COF 的微孔或中孔、结晶度和化学功能。这有助于丰富 COF 在各种应用中的性能,如催化、分离、传感、药物输送、能量存储等。最后,作者探索了通过组合两种或多种COF纳米形态构建COF超结构的概念,这可能为开发用于多学科应用的下一代创新材料带来机会。
相关综述文章以“Landscaping Covalent Organic Framework Nanomorphologies”为题发表在JACS上。
03【核心内容】
具有结构和功能调节的 COF 的合成控制和开发及其纳米形态的多样性以促进实际应用目前正在快速发展。本文总结了用于合成所有维度(0-D、1-D、2-D 和 3-D)的各种 COF 纳米形态的已报道合成策略和优化条件。作者还探索了合成的 COF 纳米形态的维度-性质关系。COF 形态与其结构有序性、比表面积和化学功能的整合对其在各种应用中的性能起着至关重要的作用,例如分子吸附、存储、分离、药物输送、离子交换、离子传输、多相催化、传感和集水。
04【数据概览】
图一、三个步骤制造 COF 形态© 2022 The Authors
图二、COF 超结构© 2022 The Authors
图三、COFs未来的研究方向© 2022 The Authors
文献链接:Landscaping Covalent Organic Framework Nanomorphologies. https://doi.org/10.1021/jacs.2c02301.