COF热点文章(20230521-20230527)
1.Bioinspired design of Na-ion conduction channels in covalent organic frameworks for quasi-solid-state sodium batteries
共价有机框架中纳离子传导通道的生物启发设计用于准固态钠电池
Yingchun Yan, Zheng Liu, Ting Wan, Weining Li, Zhipeng Qiu, Chunlei Chi, Chao Huangfu, Guanwen Wang, Bin Qi, Youguo Yan, Tong Wei & Zhuangjun Fan
Nat. Commun. (IF 17.694) Pub Date: 2023-05-27
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38822-w
中国石油大学范壮军课题组报告了一种(-COO-)修饰的共价有机框架(COF)作为钠离子准固态电解质，具有由相邻的-COO-基团和COF内壁形成的亚纳米大小的Na+传输区（6.7-11.6 Å）。该准固态电解质使Na+沿特定区域选择性地传输，这些区域具有亚纳米尺寸的电负性，从而使Na+的电导率达到1.30×10-4 S cm-1，并且在25±1℃时氧化稳定性高达5.32 V（相对于Na+/Na）。在Na||Na3V2(PO4)3纽扣电池配置中测试准固态电解质，显示了快速的反应动力学，低极化电压，以及在60 mA g-1和25±1 °C下1000次循环的稳定循环性能，每循环容量衰减0.0048%，最终放电容量为83.5 mAh g-1。
2.Single-Crystal 2D Covalent Organic Frameworks for Plant Biotechnology
单晶二维共价有机框架用于植物生物技术
Song Wang, Vaishnavi Amarr Reddy, Mervin Chun-Yi Ang, Jianqiao Cui, Duc Thinh Khong, Yangyang Han, Suh In Loh, Raju Cheerlavancha, Gajendra Pratap Singh, Sarojam Rajani, and Michael S. Strano
J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-05-25
https://doi.org/10.1021/jacs.3c01783
新加坡—麻省理工学院科研中心Michael S. Strano 课题组通过最小化核的表面能，实现了生物相容性亚胺单体二维聚合过程的热力学控制，得到了多晶、中晶和单晶的二维共价有机框架（COFs）。通过剥离和缩小策略获得COF单晶，形成的高表面积的纳米片，可以分散在具有生物相容性的阳离子聚合物的水相介质中。研究发现这些具有高比表面积的二维COF纳米片是很好的植物细胞纳米载体，可以装载生物活性物质，如通过静电吸引的植物激素脱落酸（ABA），并将其送入完整的活体植物的细胞质中（二维几何形状，可以穿越细胞壁和细胞膜）。这种高表面积的COF纳米片的合成途径有希望在包括植物生物技术在内的生命科学领域得到应用。
3.Postsynthetic Transformation of Imine- into Nitrone-Linked Covalent Organic Frameworks for Atmospheric Water Harvesting at Decreased Humidity
亚胺-合成后转化为硝酮基共价有机框架用于湿度降低时大气集水
Lars Grunenberg, Gökcen Savasci, Sebastian T. Emmerling, Fabian Heck, Sebastian Bette, Afonso Cima Bergesch, Christian Ochsenfeld, and Bettina V. Lotsch
J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-05-25
https://doi.org/10.1021/jacs.3c02572
慕尼黑大学Bettina V. Lotsch 课题组报告了一种简便的合成后连接转换的方法，从亚胺和胺连接的共价有机框架中获得了硝酮连接的共价有机框架（COF）。新的二维共价有机框架NO-PI-3-COF和NO-TI-COF具有高结晶度和大表面积。与它们的胺或亚胺连接的前体COFs相比，氮素修饰的孔道在20%的低湿度下诱导水蒸气的凝结。因此，对硝酮连接的拓扑化学转化构成了一种有吸引力的方法，可以在合成后对框架材料的水吸附性能进行微调。
4.Synthesis, Hole Doping, and Electrical Properties of a Semiconducting Azatriangulene-Based Covalent Organic Framework
基于氮杂环丁烯的半导体共价有机框架的合成、掺孔和电性能
David W. Burke, Raghunath R. Dasari, Vinod K. Sangwan, Alexander K. Oanta, Zoheb Hirani, Chloe E. Pelkowski, Yongjian Tang, Ruofan Li, Daniel C. Ralph, Mark C. Hersam, Stephen Barlow, Seth R. Marder, and William R. Dichtel
J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-05-22
https://doi.org/10.1021/jacs.2c12371
西北大学William R. Dichtel课题组报告了二苯甲酮-亚胺保护的氮杂环丁烯（OTPA）和苯并二氢噻吩（BDT）之间的反消解反应，得到了一个新的半导体COF，OTPA-BDT。COFs被制备成多晶粉末和具有可控晶粒取向的薄膜。偶氮三聚氰胺结点在暴露于适当的p型掺杂剂--三（4-溴苯基）铵六氯锑酸盐时，很容易被氧化成稳定的自由基阳离子，之后网格的结晶度和取向得以保持。定向的、空穴掺杂的OTPA-BDT COF薄膜表现出高达1.2×10-1 S cm-1的电导率，这是迄今为止报道的亚胺连接的二维COF中最高的。
5.Intermediate Formation of Macrocycles for Efficient Crystallization of 2D Covalent Organic Frameworks with Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution
大环的中间形成促进二维共价有机框架的高效结晶，增强光催化产氢
Kuixing Wang, Yuelin Zhong, Wenbo Dong, Yueyuan Xiao, Shijie Ren, Longyu Li
Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-05-25
https://doi.org/10.1002/anie.202304611
四川大学李龙玉课题组报告了一种基于六方大环的二维COFs的高效结晶的简单策略。机理研究表明，使用2,4,6-三甲基间苯二酚（TFR）作为不对称的醛类构建块，可以在不可逆的烯醇-酮类同构化和动态的亚胺键之间进行平衡，产生六方β-酮胺连接的大环，其形成可以在半小时内提供具有高结晶性的COF。研究表明，以3wt%的Pt作为催化剂的COF-935在暴露于可见光下时，表现出67.55 mmol g-1 h-1的高产氢率。更重要的是，COF-935表现出19.80 mmol g-1 h-1的平均产氢率，即使是在只有0.1 wt%的Pt低负载下，这是该领域的一个重大突破。
6.Regulating the Electron Structure of Covalent Organic Frameworks by Strong Electron-Withdrawing Nitro to Construct Specific Li+ Oriented Channel
通过强势电子抽离的硝基调节共价有机框架的电子结构以构建特定的Li+导向通道
Yongxin Yang, Conghui Zhang, Genfu Zhao, Qi An, Zhi-yuan Mei, Yongjiang Sun, Qijun Xu, Xiaofeng Wang, Hong Guo
Adv. Energy Mater. (IF 29.698) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1002/aenm.202300725
云南大学郭洪课题组设计了一个由硝基官能化共价有机框架（NO2-COF）构建的人工固体电解质间相（ASEI），以调节锂的沉积和稳定的锂阳极。强吸电子的硝基基团可以通过供体-受体（D-A）效应聚集连接单体周围的电子，从而调节共价有机框架（COF）的电子结构，构建一个特定的阳离子导向通道。在这样一个高选择性的Li+运输通道和调节的表面电荷下，实现了Li+的均匀沉积和对Li枝晶的抑制。此外，硝基还可以被还原成NO2-并进一步与Li反应，在充/放电过程中产生高离子传导性的Li3N和LiNxOy，这有助于Li+的迁移。因此，与裸锂和TpBD-COF/Li（不含硝基）相比，NO2-COF修饰的对称电池在5mA cm-2的电流密度下实现了6000小时以上的超长循环寿命。与LiFePO4结合的全电池稳定地循环1000次，容量保持率为91%。
7.Metal-Free 2D/2D van der Waals Heterojunction Based on Covalent Organic Frameworks for Highly Efficient Solar Energy Catalysis
基于共价有机框架的无金属的二维/二维范德华异质结用于高效的太阳能催化
Ge Yan, Xiaodong Sun, Yu Zhang, Hui Li, Hongwei Huang, Baohua Jia, Dawei Su, Tianyi Ma
Nano-Micro Lett. (IF 23.655) Pub Date: 2023-05-22
https://doi.org/10.1007/s40820-023-01100-x
辽宁大学马天翼课题组通过原位溶剂热的方式构建了一种新型的无金属二维/二维范德华异质结，该异质结由带酮胺连接的二维COF（TpPa-1-COF）和二维缺陷六方氮化硼（h-BN）组成。受益于VDW异质结的存在，TpPa-1-COF和缺陷h-BN的界面之间可以形成更大的接触面积和紧密的电子耦合，这对促进电荷载体的分离做出了贡献。引入的缺陷还可以赋予h-BN多孔结构，从而提供更多的反应场所。此外，TpPa-1-COF在与有缺陷的h-BN结合后会发生结构上的转变，这可以扩大h-BN与TpPa-1-COF的导带位置之间的间隙，并抑制电子回流，这一点得到了实验和密度泛函理论计算结果的证实。因此，得到的多孔h-BN/TpPa-1-COF无金属VDW异质结在没有助催化剂的情况下显示出出色的太阳能催化活性，H2演化率可达到3.15 mmol g-1 h-1，是原始TpPa-1-COF的67倍，也超过了迄今为止报道的最先进的无金属基光催化剂。
8.Ultrathin Conductive Bithiazole-Based Covalent Organic Framework Nanosheets for Highly Efficient Electrochemical Biosensing
超薄导电双噻唑基共价有机框架纳米片用于高效电化学生物传感
Wenbo Wei, Shenghua Zhou, Dong-Dong Ma, Qing Li, Maoyin Ran, Xiaofang Li, Xin-Tao Wu, Qi-Long Zhu
Adv. Funct. Mater. (IF 19.924) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1002/adfm.202302917
中科院福建物质结构研究所朱起龙课题组采用界面扰动生长策略，开发了厚度为≈1.95 nm的超薄富含氮和硫的双噻唑基COF纳米片（COF-Bta-NSs），并通过强超分子相互作用进一步与乙酰胆碱酯酶（AChE）结合，构建了高性能的生物传感器，用于检测有机磷农药（OPs）。凭借COF-Bta-NSs优异的导电性和丰富的边缘不饱和位点，这种独特的生物传感器可用于检测各种OPs，显示出广泛的检测范围、超低的检测限和高稳定性。重要的是，该便携式生物传感装置是在商业化的丝网印刷电极（SPE）的基础上进一步建立的，它对从河水和叶菜中收集的实际样品具有敏感性和可靠性，证实了其实际适用性。
9.Azobenzene Functionalized Organic Covalent Frameworks: Controlled Morphologies and Photo-Regulated Adsorption
偶氮苯功能化的有机共价框架：拓扑控制和光调节吸附
Yanli Zhao, Xinfeng Tao, Jiaping Lin, Shaoliang Lin
Adv. Funct. Mater. (IF 19.924) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1002/adfm.202302225
华东理工大学林绍梁课题组报告了一种简单而强大的无模板溶剂热策略，以获得偶氮苯框架材料（Azo-COFs），偶氮苯分子悬浮在孔隙中。通过改变胺和醛单体的比例，可以方便地调节偶氮COF的结晶度、比表面积和形态。值得注意的是，Azo-COFs为孔隙内悬空的偶氮苯单元的可逆反式异构化提供了足够的自由空间，从而可逆地调节Azo-COFs的表面润湿性。当用紫外线照射时，Azo-COFs对有机染料分子的吸附能力增加了3.7倍，这可以归因于偶氮苯分子的光异构化所带来的分子门的智能关闭/打开。因此，AZO-COFs的光控吸附能力突出了其作为智能多孔纳米材料在货物释放、分子筛、离子传输、能量转换系统和环境修复方面的应用意义。
10.In Search of Covalent Organic Framework Photocatalysts: A DFT-Based Screening Approach
寻找共价有机框架光催化剂：一种基于DFT的筛选方法
Beatriz Mourino, Kevin Maik Jablonka, Andres Ortega-Guerrero, Berend Smit
Adv. Funct. Mater. (IF 19.924) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1002/adfm.202301594
洛桑联邦理工学院Berend Smit课题组使用一套基于DFT的描述符进行筛选，以发现潜在的光催化剂，该描述符能经济有效地评估可见光吸收、所需的一对氧化还原反应的初步热力学可行性、电荷分离和电荷载流子迁移率。该工作流程可以筛选出13种COF作为水裂解的潜在候选材料，并确定已被报道为产氢反应的候选材料（Nx-COF（x = 0-3））。总的来说，该策略解决了探索大量COF的挑战，将未来的研究引向一组有选择性的COF，同时为实现理想的光催化过程的结构设计提供有价值的见解。
11.A Universal Room-Temperature Approach to Large-Area Continuous COFs Film for Photocatalytic Coupling of Amines
一个通用的室温途径制备大面积连续的COF膜用于光催化胺偶联
Youxing Liu, Hao Tan, Jianzhe Sun, Yanan Wei, Minghui Liu, Jiaxin Hong, Shengcong Shang, Xinyu Wang, Lu Li, Yu Gu, Na Ye, Jianyi Chen, Yong Yang, Shaojun Guo, Yunqi Liu
Adv. Funct. Mater. (IF 19.924) Pub Date: 2023-05-22
https://doi.org/10.1002/adfm.202302874
北京大学郭少军课题组报道了一种通过 "浸润-反应-组装 "机制制备大面积连续亚胺基COFs薄膜的室温策略，该策略对于制备四种大面积COFs薄膜具有通用性。所制备的PyTTA-TPA（PyTTA：1，3，6，8-四(4-氨基苯基)芘，TPA：对苯甲醛）COFs薄膜在选择性光催化偶联苄胺（BA）方面表现出优异的催化性能，3小时内转化率高达98.2%，选择性高达97%，是所有报道的光催化剂中最好的。此外，现制的COFs薄膜在实现其他胺类衍生物的光催化偶联方面具有相当的通用性，光催化性能突出，转化率为≈100%。
12.Molecular Insertion: A Master Key to Unlock Smart Photoelectric Responses of Covalent Organic Frameworks
分子插入：解开共价有机框架智能光电响应的万能钥匙
Qiao-Qiao Jiang, Ya-Jie Li, Qiong Wu, Ru-Ping Liang, Xun Wang, Rui Zhang, Ying-Ao Wang, Xin Liu, Jian-Ding Qiu
Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1002/smll.202302254
南昌大学邱建丁课题组报告了一个基于分子插入策略的创造性的 "锁钥模型"。一个具有合适空腔尺寸的COF，TP-TBDA，被用来作为宿主来装载客体。仅仅通过混合溶液的挥发，TP-TBDA和客体就可以通过非共价相互作用（NCIs）自发地组装起来，产生分子插入的COFs（MI-COFs）。TP-TBDA和客体之间的NCI作为桥梁，促进了MI-COFs中的电荷转移，释放了TP-TBDA的光电反应。通过利用NCI的可控性，MI-COFs可以通过简单地改变客体分子来实现对光电反应的智能调控，从而避免了传统COFs所需的单体选择和缩合反应。
13.Boost of Gas Adsorption Kinetics of Covalent Organic Frameworks via Ionic Liquid Solution Process
通过离子液体溶液法促进共价有机框架的气体吸附动力学
Jie Fu, Jia-Ying Liu, Guo-Hao Zhang, Qiu-Hong Zhu, Shuang-Long Wang, Song Qin, Ling He, Guo-Hong Tao
Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-05-25
https://doi.org/10.1002/smll.202302570
四川大学陶国宏课题组探索了一种离子液体溶液工艺（ILSP），它可以大大改善共价有机框架（COF）材料对气态碘的吸附动力学性能。通过ILSP方法对阴离子COF TpPaSO3H进行氨基三唑类阳离子改性，成功地使离子液体（IL）改性COF -AC4tirmTpPaSO3的碘吸附动力学性能（K80%速率）比原COF提高了5倍。一系列的实验表征和理论计算结果表明，吸附动力学的改善得益于COF和碘之间弱相互作用的增加，这是由于IL的笨重阳离子取代了COF骨架的局部电荷分离所致。
14.Hierarchical Covalent Organic Framework-foam for Multi-enzyme Tandem Catalysis
层次共价有机框架-泡沫用于多酶串联催化
Satyadip Paul, Mani Gupta, KAUSHIK DEY, Ashok Kumar Mahato, Saikat Bag, Arun Torris, Bhoje Gowd, Hasnain Sajid, Matthew A. Addicoat, Supratim Datta, and Rahul Banerjee
Chem. Sci. (IF 9.969) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1039/D3SC01367G
印度科学教育与研究所Rahul Banerjee 课题组采用了原位二氧化碳气体发泡技术，在有序的二维COF纳米结构中诱导出无序的大孔，合成了分层的TpAzo COF-泡沫。由此产生的TpAzo泡沫基质有利于多种酶的固定化，固定化效率比COF高（约1.5至4倍）。固定化的纤维素分解酶，即β-葡萄糖苷酶（BGL）、纤维素水解酶（CBH）和内切葡聚糖酶（EG），在TpAzo泡沫中保持活性。固定化的BGL在有机溶剂中表现出活性，在室温（25℃）下稳定。酶固定化的TpAzo泡沫可以用于水解对硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖（BGL@TpAzo-泡沫：Km和Vmax=23.5±3.5 mM和497.7±28.0 µM min-1）和羧甲基纤维素（CBH@TpAzo-泡沫： Km和Vmax=18.3±4.0 mg mL-1和85.2±9.6 µM min-1。随后，多酶固定化的TpAzo泡沫被利用来完成从羧甲基纤维素（CMC）到葡萄糖的单点串联转化，并具有较高的可循环性（10次）。
15.Guest Molecular Assembly Strategy in Covalent Organic Frameworks for Electrochemiluminescence Sensing of Uranyl
用于铀酰电化学发光传感的共价有机框架中的客体分子组装策略
Qiao-Qiao Jiang, Ya-Jie Li, Qiong Wu, Xun Wang, Qiu-Xia Luo, Xiang-Lan Mao, Yuan-Jun Cai, Xin Liu, Ru-Ping Liang, and Jian-Ding Qiu
Anal. Chem. (IF 8.008) Pub Date: 2023-05-24
https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c01299
南昌大学邱建丁课题组通过客体分子组装构建了一个基于COF的主客体系统，以处理核污染分析。通过在COF宿主（TP-TBDA.C）的开放空间中插入吸电子的客体四氰基二甲烷（TCNQ），形成高效的电荷传输网络； TP = 2,4,6-三羟基-1,3,5-苯甲醛，TBDA = 2,5-二（噻吩-2-基）苯-1,4-二胺）具有给电子特性；基于COF的主客体系统（TP-TBDA@TCNQ）的构建引发了不发光的TP-TBDA的ECL发射。此外，TP-TBDA中密集的活性点被用来捕获目标物质UO22+。UO22+的存在打破了TP-TBDA@TCNQ中的电荷转移效应，导致ECL信号减弱，因此建立的ECL系统将低检测限与高选择性监测UO22+结合起来。
16.A covalent organic framework-based nanoreactor for enhanced photothermal therapy via inhibiting intracellular heat defense systems
一种共价有机框架纳米反应器，通过抑制细胞内热防御系统来增强光热治疗
Yan-An Li, Jing-Jing Wan, Wen-Yan Li, Qun Guan, Yu-Bin Dong
Chem. Commun. (IF 6.065) Pub Date: 2023-05-22
https://doi.org/10.1039/D3CC01153D
山东师范大学董育斌课题组报告了一种吲哚青绿（ICG）装饰和葡萄糖氧化酶（GOx）负载的纳米级复合COF材料。获得的GOx@COF-ICG可以通过饥饿疗法实现对细胞内热防御系统的协同抑制，从而提高肿瘤的光热疗法。
17.Chirality-Controlled Mercapto-β-cyclodextrin Covalent Organic Frameworks for Selective Adsorption and Chromatographic Enantioseparation
Jiaqi Wu, Lingyu Li, Liqin Cao, Xue Liu, Ruijun Li, Yibing Ji
ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-05-26
https://doi.org/10.1021/acsami.3c04066
中国药科大学季一兵课题组利用6-脱氧-6-巯基-β-环糊精（SH-β-CD）作为手性亚基，以2,5-二羟基-1,4-苯二甲醛（DVA）为平台分子，通过硫醇-烯点击反应合成手性功能单体，直接建立三元 "垂饰型 "SH-β-CD COFs。通过改变手性单体的比例来调节SH-β-CD COFs上的手性位点密度，以获得最佳的构建策略，并明显提高手性分离能力。将SH-β-CD COFs以共价结合的方式结合在毛细管的内壁上，实现了对六种手性药物的分离。
18.Construction of covalent organic frameworks from nanosphere for Cu2+ detection
用于Cu2+检测的纳米球共价有机框架的构建
Wenyue Ma, Zi jian Gu, Canran Wang, Liangyu Dong, Zhaoyang Liu, Leijing Liu, Bin Xu, Wenjing Tian
CrystEngComm (IF 3.756) Pub Date: 2023-05-24
https://doi.org/10.1039/D3CE00413A
吉林大学田文晶课题组报告了一种通过连接子交换从亚胺连接的纳米圈构建肼连接功能化COFs的策略。通过粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和场发射扫描电子显微镜研究了基于纳米层和COFs的可逆共价键的转化过程。随着反应时间的推移，（100）衍射峰变得强烈，COFs的C=N和不饱和碳的伸缩振动取代了纳米球的伸缩振动，同时均匀的球形形态变成了线状、针状和棒状形态，表明COFs的形成。COFs具有很好的结晶性、多孔性、稳定性和良好的发光特性，由于杂原子与Cu2+的相互作用导致COFs的荧光淬灭，这使得其成为检测Cu2+的荧光传感器，检测限低至0.082 mol/L。
