COF热点文章(20230402-20230408)
1.Insight into Bioactivity of In-situ Trapped Enzyme-Covalent-organic Frameworks
原位捕获酶-共价有机框架的生物活性研究
Jieying Liang, Juanfang Ruan, Bosiljka Njegic, Aditya Rawal, Jason Scott, Jiangtao Xu, Cyrille Boyer, Kang Liang
Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-04-05
https://doi.org/10.1002/anie.202303001
新南威尔士大学Kang Liang课题组在室温下水溶液中通过生物友好的一锅合成策略构建了三种COFs。在开发的三种COFs（COF-LZU1、RT-COF-1和ACOF-1）中，发现辣根过氧化物酶（HRP）结合的COF-LZU1保留了最高的活性。结构分析显示，酶和COF-LZU1之间最弱的相互作用导致了水合酶的形成，COF-LZU1对底物最容易接近，以及酶的最佳构象共同促进了HRP-COF-LZU1的生物活性。此外，COF-LZU1被发现是一个多功能的纳米平台，可以封装多种酶。COF-LZU1还为固定化的酶在恶劣条件下和回收过程中提供了保护。
2.Two-Dimensional Covalent Organic Framework Membranes for Liquid-Phase Molecular Separations: State of the Field, Common Pitfalls, and Future Opportunities
用于液相分子分离的二维共价有机框架膜:领域现状、常见缺陷和未来机遇
David W. Burke, Zhiwei Jiang, Andrew G. Livingston, William R. Dichtel
Adv. Mater. (IF 32.086) Pub Date: 2023-04-04
https://doi.org/10.1002/adma.202300525
西北大学William R. Dichtel课题组综述了COF膜在液相分子分离中的相关研究。二维共价有机框架（2D COFs）是下一代膜活性层的有吸引力的候选者，因为它们有坚固的连接和均匀的、可调整的孔隙。许多研究声称通过二维COF膜实现了选择性的分子传输，但是报告的类似网络的性能指标差异很大，在一些情况下，报告的实验不足以支持这种结论。这些问题需要对文献进行重新评估。已发表的用于液相分离的二维COF膜的例子可以大致分为两类，每一类都有共同的性能特征：多晶COF膜（大多数>1微米厚）和弱晶或非晶膜（大多数<500纳米厚）。前者表现出高的溶剂渗透率，而且大多数作为选择性吸附剂而不是膜发挥作用。后者表现为膜，具有较低的渗透率，与传统的反渗透和纳滤膜一致，但具有无定形或不明确的长程秩序，这就排除了通过COF孔隙的选择性运输进行分离的结论。到目前为止，这两类材料都没有显示出设计的COF孔隙结构和分离性能之间的一致关系，这表明这些不完美的材料不会通过均匀的孔隙筛分分子。在这个观点中，该文章描述了严格的表征方法，这些方法同时适用于COF膜结构和分离性能，这将促进它们向能够进行以前未实现的化学分离的分子精确膜发展。如果没有这种更严格的证明标准，应该以怀疑的态度对待基于COF的膜的报告。
3.Pore-in-Pore Engineering in a Covalent Organic Framework Membrane for Gas Separation
用于气体分离的共价有机框架膜的孔中孔工程
Hongwei Fan, Haoran Wang, Manhua Peng, Hong Meng, Alexander Mundstock, Alexander Knebel, Jürgen Caro
ACS Nano (IF 18.027) Pub Date: 2023-04-07
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c12774
汉诺威大学Jürgen Caro课题组报告了一个在COF膜内设计类似马特莱什卡孔道的超微孔概念。在这个概念中，α-环糊精（α-CD）在界面聚合过程中被原位封装，这可能会导致α-CD在COF的一维纳米通道中的线性组合（LA）。LA-α-CD-in-TpPa-1膜显示出很高的H2渗透率（3000GPU∼），同时由于形成了快速和有选择性的H2传输途径，H2对CO2和CH4的选择性增强（>30）。H2/CO2和H2/CH4分离的整体性能超过了Robeson的上限，并跻身于最强大的H2选择性膜。通过合成不同类型的LA-α-CD-COF膜，证明了该策略的通用性。
4.Tailoring On-Surface Molecular Reactions and Assembly through Hydrogen-Modified Synthesis: From Triarylamine Monomer to 2D Covalent Organic Framework
通过氢修饰的合成来定制表面分子反应和组装： 从三芳胺单体到二维共价有机框架
Zachery A. Enderson, Harshavardhan Murali, Raghunath R. Dasari, Qingqing Dai, Hong Li, Timothy C. Parker, Jean-Luc Brédas, Seth R. Marder, and Phillip N. First
ACS Nano (IF 18.027) Pub Date: 2023-04-04
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11463
佐治亚理工学院Phillip N. First课题组证明了真空环境中的还原条件可以在没有专用资源的情况下被创造和控制--仅依靠回填的氢气和离子规丝-并且可以极大地影响用于合成二维共价有机框架的乌尔曼式表面反应。使用三溴二甲基亚甲基桥三苯胺（(Br3)DTPA）作为单体前体，研究发现控制单体和氢气通量可以用来产生大型的单体、二聚体或大循环六聚体的自组装。从单一前体的表面合成低聚物，规避了其漫长的化学合成和多个沉积源的潜在挑战。
5.Designing N-Confused Metalloporphyrin-Based Covalent Organic Frameworks for Enhanced Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction
基于N-混淆金属卟啉的共价有机框架增强电催化二氧化碳还原的设计
Zhixin Ren, Bo Zhao, Jing Xie
Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-04-03
https://doi.org/10.1002/smll.202301818
北京理工大学谢静课题组通过系统的量子化学研究，报告了N-混淆的金属-Por-COFs作为CO2RR的新型催化剂。对于MN4-Por-COFs，在10种三维金属中，M=Co/Cr在催化CO2RR到CO或HCOOH方面表现突出；因此，设计了具有Co/CrN3C1和Co/CrN2C2中心的N混淆Por-COFs。计算表明，CoNxCy-Por-COFs比其母体CoN4-Por-COFs（-0.89V）表现出更低的CO2-to-CO还原的极限电位（-0.76和-0.60V），并使其产生深还原程度的C1产品CH3OH和CH4变得可行。电子结构分析显示，将CoN4替换成CoN3C1/CoN2C2增加了Co-atom上的电子密度，提高了d带中心，从而稳定了电位决定步骤的关键中间体，降低了极限电位。出于类似的原因，将核心从CrN4改为CrN3C1/CrN2C2会降低CO2-HCOOH还原的极限电位。
6.Reversed Regulation Effects of ssDNA on the Mimetic Oxidase and Peroxidase Activities of Covalent Organic Frameworks
ssDNA对共价有机框架的模拟氧化酶和过氧化物酶活性的反向调节作用
Li Zhang, Quan-Gen Tan, Sai-Jin Xiao, Gui-Ping Yang, Qiong-Qing Zheng, Chen Sun, Xiang-Lan Mao, Jia-Qi Fan, Ru-Ping Liang, Jian-Ding Qiu
Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-04-03
https://doi.org/10.1002/smll.202207798
南昌大学邱建丁课题组通过希夫碱反应构建了具有优良光催化活性的共价有机框架（Tph-BT COF），并通过单链DNA（ssDNA）对其拟态氧化酶活性和过氧化物酶活性进行反向调节。在发光二极管（LED）光的照射下，Tph-BT表现出突出的氧化酶活性，它能有效地催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）的氧化，产生蓝色的oxTMB，而ssDNA，特别是那些带有多聚胸苷（T）序列的ssDNA，能明显抑制其氧化酶活性。相反，Tph-BT显示出较弱的过氧化物酶活性，而ssDNA的存在，特别是多胞嘧啶（C）序列的存在，可以明显增强过氧化物酶的活性。同时研究了碱基类型、碱基长度等因素对两种酶活性的影响，结果发现，ssDNA在Tph-BT表面的吸附阻止了系统内交叉（ISC）和能量传递过程，减少了1O2的生成，而ssDNA与TMB之间的静电作用增强了Tph-BT对TMB的亲和力，促进电子从TMB转移到-OH。该工作研究了非金属D-A共轭COFs的多种类模拟酶活性，并证明了它们被ssDNA调节的可行性。
7.Electrostatic Design of the Nanoscale Internal Surfaces of Porous Covalent Organic Frameworks
多孔共价有机框架的纳米级内表面的静电设计
Egbert Zojer
Nano Lett. (IF 12.262) Pub Date: 2023-04-04
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00722
格拉茨技术大学Egbert Zojer课题组利用极性单元的控制性排列来调整具有纳米级孔隙的材料内表面的电子特性。该研究表明用与COF层的构件结合的极性实体的集合体来装饰孔壁，会引发孔内静电能量的巨大变化。这不可避免地也改变了框架和客体分子中电子状态的相对排列，预计将对COF异质结中的电荷分离、基于COF的电极中的氧化还原反应以及（光）催化产生重大影响。
8.Donnan Effect-Engineered Covalent Organic Framework Membranes toward Size- and Charge-Based Precise Molecular Sieving
道南效应工程共价有机框架膜实现基于尺寸和电荷的精确分子筛分
Yi-Xing Sun, Jing Zhao, Xin-Zheng Li, Han Jiang, Ya-Juan Cai, Xu Yang, Yang Liu, Yi-Bo Li, Zi-Hao Yang, Ya-Ge Wu, Li-Ye Chen, and Jing-Gang Gai
ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-04-03
https://doi.org/10.1021/acsami.3c02556
四川大学盖景刚课题组首次使用了具有不同尺寸和电荷的多种染料，以研究由道南效应和尺寸排斥引起的选择性行为。获得的膜对大于1.3纳米的带负电和中性电的染料有很好的排斥作用，而尺寸为1.6纳米的带正电的染料可以通过该膜，从而使分子尺寸相似的负/正混合染料得以分离。这种在纳米多孔材料中结合道南效应和尺寸排除的策略可能会发展成一个复杂分离的通用平台。
9.Viologen-Based Covalent Organic Frameworks toward Metal-Free Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution
基于紫罗碱的共价有机框架实现无金属的高效光催产氢
Sinem Altınışık, Gizem Yanalak, İmren Hatay Patır, Sermet Koyuncu
ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-04-05
https://doi.org/10.1021/acsami.2c23233
Canakkale Onsekiz Mart University的Sermet Koyuncu课题组报告了联苯桥二咔唑电活性供体骨架与紫罗兰受体结构的结合，用于光催化产氢的新型COF结构与各种烷基连接物{TPCBP X-COF [X=乙基（E），丁基（B），和己基（H）]}。根据扫描和透射电子显微镜图像、X射线衍射分析和理论上的三维几何优化，随着烷基链长度的增加，这些结构变得更加灵活，并表现出较少的晶体行为。相比之下，TPCBP B-COF（12.276 mmol g-1）的产氢率在可见光照耀下8小时，分别是TPCBP H-COF（5.697 mmol h-1）和TPCBP E-COF（5.165 mmol h-1）的2.15和2.38倍。TPCBP B-COF结构是文献中相应的光催化氢气进化中表现最好的催化剂之一，在470纳米下产生1.029 mmol g-1 h-1，具有79.69%的高表面量子效率。
10.Lithium Pyrene Squarate Covalent Organic Frameworks for Efficient Lithium and Magnesium Separation from Salt Water
锂芘方共价有机框架在海水中高效分离锂和镁
Ataf Ali Altaf, Ahmadreza Khosropour, Amin Zadehnazari, Alireza Abbaspourrad
ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-04-05
https://doi.org/10.1021/acsami.3c01051
康奈尔大学AlirezaAbbaspourrad课题组制造了芘基方酸锂共价有机框架（Li-SQCOFs）来从盐水中分离Mg2+/Li+混合物。研究优化了电解质和吸附剂量的影响，然后使用批量和连续流动吸附方法对不同pH值下的吸附剂回收进行了动力学研究。研究发现，Li-SQCOF对含有Mg2+/Li+离子混合物的溶液具有良好的选择性。这项工作代表了通过使用共价有机框架（COF）直接吸附分离Mg2+/Li+的独特途径。本研究中制作的COF支持的超滤床的Mg2+分离通量为60.5 h-1 m-2。
11.Endogenous stimulus-controlled estradiol@AIEgen-based covalent organic framework for the reduction of myocardial ischemia/reperfusion injury
内源性刺激控制的雌二醇@AIEgen基共价有机框架用于减少心肌缺血/再灌注损伤
Fang Yuan, Cuiling Zhang, Xianzhu Luo, Xiaokun Shen, Yuezhong Xian
Chem. Commun. (IF 6.065) Pub Date: 2023-04-04
https://doi.org/10.1039/D3CC00799E
华东师范大学鲜跃仲开发了一种ATP刺激响应的四面体DNA门控荧光共价有机框架，用于雌二醇（E2）的可控传递和释放。荧光COFs具有高效的E2负载，显示出对心肌缺血和再灌注损伤的巨大潜力。
12.Integrating Tetrathiafulvalene and Nickel-Bis(dithiolene) Units into Donor-Acceptor Covalent Organic Frameworks for Stable and Efficient Photothermal Conversion
将四亚富勒烯和镍-双(二硫烯)单元整合到供体-受体共价有机框架中以实现稳定和高效的光热转换
Yu-Yang Li,Tianqi Wei,Cheng Liu,Zedong Zhang,Lei-Feng Wu,Mengning Ding,Shuai Yuan,Zhu Jia, Jing-Lin Zuo
Chem. Eur. J. (IF 5.02) Pub Date: 2023-04-06
https://doi.org/10.1002/chem.202301048
南京大学左景林将四亚富勒烯（TTF）和镍-双（二硫醇）整合到一个共价有机框架中，具有稳定和高效的近红外和太阳能光热转换性能。成功地得到两种同结构的COF，即Ni-TTF和TTF-TTF，它们是由TTF和Ni-bis(dithiolene)单元作为供体-受体(D-A)对或仅由TTF单元组成。这两种COF都显示出高的BET表面积和良好的化学/热稳定性。值得注意的是，与TTF-TTF相比，Ni-TTF中周期性的D-A排列大大降低了带隙，导致了前所未有的近红外和太阳能光热转换性能。
13.Triazine covalent organic framework (COF)/θ-Al2O3 composites for supercapacitors application
用于超级电容器的三嗪共价有机骨架(COF)/θ-Al2O3复合材料
Lei Liu, Di Cui, Shuran Zhang, Wei Xie, Chan Yao, Na Xu, Yanhong Xu
Dalton Trans. (IF 4.569) Pub Date: 2023-04-04
https://doi.org/10.1039/D3DT00613A
吉林师范大学许彦红在改性的θ-Al2O3基底上原位生长了高结晶的三嗪类共价有机框架DHTA-COF，得到了Al2O3@DHTA-COFs复合材料。得到的Al2O3@DHTA-COFs复合材料能够保持一定程度的结晶性、良好的稳定性和囊状结构。与前驱体θ- Al2O3和DHTA-COF相比，50% Al2O3@DHTA-COF复合材料作为超级电容器的电极材料具有优越的电化学性能。在相同的条件下，50% Al2O3@DHTA-COF的比电容值（在0.5 A g-1时为261.5 F g-1）分别是DHTA-COF和θ- Al2O3-CHO的6.2倍和9.6倍。此外，50% Al2O3@DHTA-COF电极材料在6000次充放电循环后仍表现出长期的循环稳定性。
