COF热点文章(20230226-20230304)

1.Construction of Covalent Organic Frameworks via a Visible-Light-Activated Photocatalytic Multicomponent Reaction

通过可见光激活的光催化多组分反应构建共价有机框架

Guang-Bo Wang, Yan-Jing Wang, Jing-Lan Kan, Ke-Hui Xie, Hai-Peng Xu, Fei Zhao, Miao-Can Wang, Yan Geng, and Yu-Bin Dong

J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1021/jacs.2c13541

山东师范大学董育斌课题组报道了光催化多组分反应制备COF的新策略。在可见光照射下，通过光氧化还原催化的多组分Petasis反应，在常温条件下成功合成了一系列具有良好结晶度、稳定性和永久孔隙率的COF。此外，所制备的Cy-N3- COF具有良好的光活性和可回收性，可用于芳基硼酸的可见光氧化羟基化反应。光催化多组分聚合的概念不仅丰富了COF的合成方法，而且为基于热驱动的合成方法所不可能实现的COF的构建开辟了新的途径。

 

2.Porous Covalent Organic Framework Based Hydrogen-Bond Nanotrap for the Precise Recognition and Separation of Gold

多孔COF基氢键纳米陷阱用于金的精确识别和分离

Jikuan Qiu, Chang Xu, Xianhui Xu, Yingjie Zhao, Yang Zhao, Yuling Zhao, Jianji Wang

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1002/anie.202300459

河南师范大学王键吉课题组报道了一种通过调控COF孔内氢键纳米阱实现金的精确识别和分离的新策略。结果表明，COF-HNU25和COF-HNU26均能高效捕获Au(III)，反应动力学快，选择性高，吸附能力强。其中，具有高密度氢键纳米陷阱的COF- HNU25具有1725 mg/g的优良吸金能力，明显高于孔隙中不含H键纳米陷阱的COF-42的吸金能力(219 mg/g)。重要的是，吸附剂的吸附能力与COF中酚羟基与水中[AuCl4]-之间的氢键数量密切相关，多个氢键的相互作用是该吸附剂具有良好的金回收率和可重复使用性的关键驱动力。

 

3.Hierarchical Microtubular Covalent Organic Frameworks Achieved by COF-to-COF Transformation

COF到COF转换策略制备分级微管COF

Zhenjie Mu, Yuhao Zhu, Yufeng Zhang, Anwang Dong, Chunyan Xing, Ziru Niu, Bo Wang, and Xiao Feng

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1002/anie.202300373

北京理工大学冯霄课题组报道了一种COF到COF转换方法来制备微管COF。在此过程中，C3-对称胍基分解为C2-对称肼基，导致COF晶体转变。此外，随着反应时间的延长，聚合体的结构和转化程度也发生了变化，可以得到由混合COF晶体组成的空心管状聚合体。吸附测量和化学催化反应证明，这种分层结构可以增强传质性能。这种自模板策略成功地应用于另外四个具有不同建筑单元的COF。

 

4.Tuning excited state electronic structure and charge transport in covalent organic frameworks for enhanced photocatalytic performance

在COF中调整激发态电子结构和电荷运输用于增强光催化性能

Zhongshan Chen, Jingyi Wang, Mengjie Hao, Yinghui Xie, Xiaolu Liu, Hui Yang, Geoffrey I. N. Waterhouse, Xiangke Wang & Shengqian Ma

Nat. Commun. (IF 17.694) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36710-x

北德克萨斯州大学马胜前课题组采用网状化学方法构建了一类等网状晶型肼基COF光催化剂，并利用不同的配体对COF的光电子性能和局部孔隙特征进行了调制。利用大量的实验方法和摩尔水平的理论计算，探讨了COF中的激发态电子分布和输运路径。开发的一种COF(记为COF-4)表现出了显著的激发态电子利用效率和电荷转移性能，在迄今报道的所有技术中，在天然海水中实现了最高的光催化铀萃取性能~6.84 mg/g/d。本研究对COF基光催化剂的工作机理有了新的认识，对改进COF光催化剂的设计具有指导意义。

 

5.Designing covalent organic frameworks with Co-O4 atomic sites for efficient CO2 photoreduction

设计含有Co-O4原子位点的COF用于高效CO2光还原

Qian Zhang, Shuaiqi Gao, Yingying Guo, Huiyong Wang, Jishi Wei, Xiaofang Su, Hucheng Zhang, Zhimin Liu & Jianji Wang

Nat. Commun. (IF 17.694) Pub Date: 2023-02-28

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36779-4

河南师范大学本王键吉课题组设计了两种氧配位Co原子的Co-COF催化剂，发现经配位环境调整后，Co-COF催化剂在可见光照射下的CO产率高达18000 μ mol g−1h−1，选择性高达95.7%。通过原位/非原位光谱表征和理论计算，揭示了预先设计的Co-O4位点显著促进了框架基体中的载流子迁移，并抑制了光催化过程中电子空穴对的重组。该工作为光还原CO2高效催化剂的设计开辟了一条途径。

 

6.Sub-2-nm Channels within Covalent Triazine Framework Enable Fast Proton-Selective Transport in Flow Battery Membrane

共价三嗪框架中的亚2nm通道在液流电池膜中的快速质子选择性传输

Weiyi Xu, Yixing Wang, Yulin Wu, Fang Xu, Liheng Dai, Kai Qu, Jiaqi Wang, Jun Wu, Linfeng Lei, Siyao Li, and Zhi Xu

Adv. Funct. Mater. (IF 19.924) Pub Date: 2023-02-26

https://doi.org/10.1002/adfm.202300138

华东理工大学徐至课题组将磺化哌嗪共价三嗪框架(s-pCTF)引入磺化聚醚醚酮(SPEEK)中，作为一种极具潜力的质子选择性载体，制备了用于钒液流电池(VFB)的离子导电膜。s-pCTF的内部原生质通道表现出明显的Donnan排斥效应，理论上具有较高的质子/钒离子选择性(6.22 × 10 5)。同时，富氮亚2-nm通道产生了快速的质子高速公路，外部接枝的磺酸基团进一步促进了质子转移。通过调节离子筛分和质子导电率，优化的混合膜同步提高了电池性能，提高了能量效率(40-200 mA cm−2时为92.41%至78.53%)和400 h以上900次循环的长期稳定性(120 mA cm−2时为87.2-85%)，优于纯SPEEK和Nafion212膜。

7.Designing Single-Atom Active Sites on sp2-Carbon Linked Covalent Organic Frameworks to Induce Bacterial Ferroptosis-Like for Robust Anti-Infection Therapy

设计单原子活性位点的sp2碳链接的COF诱导细菌铁死亡用于超强抗感染治疗

Baohong Sun, Xinye Wang, Ziqiu Ye, Juyang Zhang, Xiong Chen, Ninglin Zhou, Ming Zhang, Cheng Yao, Fan Wu, and Jian Shen

Adv. Sci. (IF 17.521) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1002/advs.202207507

南京师范大学周宁琳课题组报道了一种通过将单原子金属位点(如Ir和Ru)配位到sp2-碳链接共价有机框架(sp2c-COF-Ir-ppy2和sp2c-COF-Ru-bpy2)中诱导细菌铁死亡的有效策略。经光照射或过氧化氢活化后，Ir和Ru单原子催化剂(SACs)可显著加速细胞内活性氧的爆发，增强与谷胱甘肽消耗相关的谷胱甘肽过氧化物酶4的失活，扰乱氮代谢和呼吸代谢，导致脂质过氧化驱动的铁性损伤。两种SAC诱导剂均对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、临床分离的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和生物膜具有较强的抗菌活性，在MRSA感染的伤口和脓肿中具有良好的生物相容性和较强的治疗和预防潜力。

 

8.Sulfonic-Pendent Vinylene-Linked Covalent Organic Frameworks Enabling Benchmark Potential in Advanced Energy

磺酸悬垂的乙烯基链接的COF在先进能源领域发挥基准潜力

Ying Xu, Zhiwu Yu, Qingyun Zhang, and Feng Luo

Adv. Sci. (IF 17.521) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1002/advs.202300408

东华理工大学罗峰课题组构建了一类新的共价有机框架(COFs)，通过熔体聚合的方法，在克级范围内构建了两个磺酸基悬垂的乙烯基COFs。稳定性试验表明，即使在某些极端条件下，这两种COFs也具有超高的稳定性。质子传导试验表明，COF-TBS具有优异的性能，在358 K条件下，其超高质子传导值可达7.28×10-2 S cm-1，超低活化能0.086 eV，优异的耐久性可延长至15天。COF-DBS在12 M HNO3下对UO22+离子具有独特的亲和力。质子导电和UO22+吸收的结合，首次实现了UO22+离子的质子电导率传感。

 

9.Engineering Single Cu Sites into Covalent Organic Framework for Selective Photocatalytic CO2 Reduction

单Cu位点COF用于选择性光催化二氧化碳的还原

Yize Zhang, Lili Cao, Guoyi Bai, and Xingwang Lan

Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-03-03

https://doi.org/10.1002/smll.202300035

河北大学白国义课题组采用联吡啶基螯合配位的方法制备了2,2' -联吡啶基COF-Cu，用于光催化CO2还原。配位的单Cu位点不仅显著增强了光捕获和电子空穴分离，而且为CO2分子提供了吸附和活化位点。作为概念的证明，Cu-Bpy-COF作为代表性催化剂，在没有光敏剂的情况下表现出优异的光催化活性，将CO2还原为CO和CH4，只需改变反应介质，CO和CH4的产物选择性就可以很容易地调节。实验和理论结果揭示了单Cu位点在促进光致电荷分离和溶剂效应在调节产物选择性方面的重要作用，为选择性CO2光还原COF光催化剂的设计提供了重要思路。

 

10.Dendrite-Free Sodium Metal Anodes Via Solid Electrolyte Interphase Engineering with a Covalent Organic Framework Separator

通过共价有机框架分离器固体电解质界面工程制备无枝晶金属钠阳极

Tianxing Kang, Chenhao Sun, Yang Li, Tianyi Song, Zhiqiang Guan, Zhongqiu Tong, Junmin Nan, and Chun-Sing Lee

Adv. Energy Mater. (IF 29.698) Pub Date: 2023-03-03

https://doi.org/10.1002/aenm.202204083

香港城市大学李振声课题组提出了一种由sp2碳共轭共价有机框架(sp2 c-COF)修饰的功能化分离器，以诱导稳健的固体电解质膜。X射线光电子能谱(XPS)分析和理论计算表明，由于COF分离器的影响，NaPF6的结构不稳定，固体电解质膜中富含NaF。原位观察表明，即使在20 mA cm−2的高电流密度下，Na枝晶也能被有效抑制。令人满意的是，COF分离器表现出0.78的高迁移数，实现了快速镀钠/提钠过程。基于这些优势，Na|COF|Na在20ma cm−2下表现出超过1500小时的稳定循环。此外，全电池Na|COF|NaTi 2 (PO4)3(NTPO)在30℃和50℃时表现出良好的倍率性能，在5℃和10℃时表现出良好的循环稳定性(超过5000次循环)。

 

11.Boosting Hydrostability and Carbon Dioxide Capture of Boroxine-Linked Covalent Organic Frameworks by One-Pot Oligoamine Modification

通过一锅法制备低聚胺修饰的硼氧六环基高水稳定性的共价有机框架用于二氧化碳捕获

Chao Jia, Rong-Ran Liang, Shi-Xian Gan, Shu-Yan Jiang, Qiao-Yan Qi, and Xin Zhao

Chem. Eur. J. (IF 5.02) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1002/chem.202300186

上海有机所赵新课题组报道了低聚胺(tetraethlenepentamine, TEPA)改性后的硼氧基COF(以COF-1为代表)的水稳定性显著提高，改性后的COF可在水中存活并在潮湿环境下长期稳定。同时，改性后的COF对CO2的吸附能力显著提高，可达13倍，在低压区CO2/N2选择性显著提高，使改性后的COF适用于烟气中CO2的捕集。这项工作提供了一种简便、高效、可扩展的方法，极大地提高了硼基COFs的水稳定性，并将其重塑为高性能的CO2吸附剂。

 

12.Rationally Designed Ionic Covalent Organic Networks (iCONs) with Efficient Antimicrobial Activities

合理设计具备高抗菌性能的离子共价有机网络

Atikur Hassan, Cevella Saritha, Vinod K. Rajana, Debabrata Mandal, and Neeladri Das

ACS Macro Lett. (IF 7.015) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.2c00686

印度理工学院Neeladri Das课题组制备了两种独特的带有胍基序的离子共价有机网络，并用各种技术对其进行了表征。iCON-HCCP (250 μg/mL)作用8 h后，金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和无乳念珠菌的杀灭率达到97%。对细菌和真菌的抗菌效果也从FE-SEM研究中得到了证实。高抗真菌效果与麦角甾醇含量降低60%、高脂质过氧化和膜损伤导致坏死密切相关。

 

13.DNAzyme-Derived Aptamer Reversely Regulates the Two Types of Enzymatic Activities of Covalent−Organic Frameworks for the Colorimetric Analysis of Uranium

DNA酶衍生适配体反向调控共价有机框架的两类酶活性用于铀的比色分析

Li Zhang, Quan-Gen Tan, Sai-Jin Xiao, Gui-Ping Yang, Xin Liu, Qiong-Qing Zheng, Jia-Qi Fan,

Ru-Ping Liang, and Jian-Ding Qiu

Anal. Chem. (IF 8.008) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05329

南昌大学邱建丁课题组以Tph和BT为单体，成功制备了一种光敏COF，该COF同时具有模拟氧化酶和过氧化物酶活性。添加DNA适体后，Tph-BT的氧化酶活性明显受到抑制，过氧化物酶活性明显增强。UO22+能与DNA适体特异结合，进一步恢复Tph-BT的酶活性。基于利用DNA适配体调控Tph-BT两类酶活性的优势，构建了一种灵敏、选择性的“开关”和“开关”检测平台，用于UO22+的比色分析。