COF热点文章(20230326-20230401)

1.Nitric Oxide (NO) as a Reagent for Topochemical Framework Transformation and Controlled NO Release in Covalent Organic Frameworks

一氧化氮(NO)作为拓扑化学框架转化的试剂以及在COF中的可控释放

Sebastian T. Emmerling, Johannes Maschita, Bettina V. Lotsch

J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-03-28

https://doi.org/10.1021/jacs.2c11967

慕尼黑大学Bettina V. Lotsch 课题组研究发现NO可以在COFs中进行拓扑化学框架的后修饰。以TT-15NH2为单体成功地制备了不同连接化学性质的COF，例如亚胺、仲胺、噻唑和酰亚胺。研究证明，所有具有未反应的末端胺基点的框架都可以通过脱氮反应用NO进行定量钝化，使得框架的表面去官能化。在室温下通过固气相反应形成了新的NONOate的 COF连接。在生理条件下观察到这种NONOate连接的COF可控的和延长的释放NO，这为使用胺连接的COFs作为生物医学应用中 "NO捕获和释放 "的潜在平台打开了大门。

 

2.Highly Connected Three-Dimensional Covalent Organic Framework with Flu Topology for High-Performance Li-S Batteries

具有流感拓扑的高连接三维共价有机框架用于高性能锂-硫电池

Wenbo Liu, Kang Wang, Xiaoning Zhan, Zhixin Liu, Xiya Yang, Yucheng Jin, Baoqiu Yu, Lei Gong, Hailong Wang, Dongdong Qi, Daqiang Yuan, and Jianzhuang Jiang

J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-03-29

https://doi.org/10.1021/jacs.3c01102

北京科技大学姜建壮课题组用刚性八醛基五蝶烯D2h建筑块与四面体胺缩合制备了具有非互穿流感拓扑结构的高连接三维[8 + 4]COF。该COF具有较高的BET表面积、较大的八面体空腔和交联隧道，使其成为具有高硫负载能力、强多硫化锂吸附能力和大DLi+的LSBs硫寄主。值得注意的是，3D-flu-COF作为LSBs的硫宿主材料时，表现出高容量、优越的速率性能和出色的长期稳定性，是迄今为止报道的LSBs硫宿主中效果最好的材料之一，优于许多无机宿主材料。

 

3.Covalent Organic Frameworks for Extracting Water from Air

从空气中提取水的共价有机框架

Chao Sun, Dafei Sheng, Bo Wang, Xiao Feng

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-03-27

https://doi.org/10.1002/anie.202303378

北京理工大学冯霄课题组概述了不同类型的COFs，它们的结构特征，以及用于构建它们的不同连接化学物质。然后，总结了COF基吸附剂用于大气水收集的最新进展，包括从热力学和动力学方面控制吸附性能和优化性能的策略。最后，讨论了提高基于COF的大气水收集系统效率相关的前景和挑战。

 

4.Growing ZIF-8 Seeds on Charged COF Substrates toward Efficient Propylene-Propane Separation Membranes

带电COF基底上生长ZIF-8种子的高效丙烯-丙烷分离膜

Yunchuan Pu, Mingang Zhao, Xu Liang, Shaoyu Wang, Hongjian Wang, Ziting Zhu, Yanxiong Ren, Zhiming Zhang

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-03-27

https://doi.org/10.1002/anie.202302355

天津大学姜忠义课题组报道了一种共价有机框架(COF)诱导播种策略制备金属-有机框架(MOF)膜。与氧化石墨烯成核衬底不同，COF衬底具有孔径均匀、微孔隙率高、官能团丰富的特点。设计了一系列带电的COF纳米片，以诱导形成ZIF-8@COF纳米片种子，其纵横比大于150，易于加工成紧凑均匀的种子层。所得的ZIF-8膜厚度低至100 nm，表现出超高的C3H6/C3H8分离性能和优越的长期稳定性。该策略的普适性也通过制造超薄ZIF-67和UiO-66膜得到验证。

 

5.Carbazolylene-Ethynylene Macrocycle based Conductive Covalent Organic Frameworks

卡唑啉-乙炔大环基导电共价有机框架

Shaofeng Huang, Ji Yong Choi, Qiucheng Xu, Yinghua Jin, Jihye Park, Wei Zhang

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-03-30

https://doi.org/10.1002/anie.202303538

科罗拉多大学波德分校张伟课题组通过亚胺缩合合成了两种由卡唑啉-乙炔形状持久的大环共价有机框架，MC-COF-1和MC-COF-2。所获得的二维框架完全共轭，具有半导体性能。此外，该框架具有高孔隙率，沿z轴排列的可达多孔通道，可作为I2合成后并入通道的理想平台，以实现导电性。掺杂I2制备的MC-COF-1在室温下电导率可达7.8 × 10-4 S/cm，活化能低至0.09 eV。此外，还证明了两种MC-COFs的电学性质可以通过简单地实现掺杂-再生循环在电子导电和绝缘状态之间切换。该研究为未来可调谐导电二维有机材料的发展开辟了新的可能性。

 

6.Covalent Organic Framework with Multi-Cationic Molecular Chains for Gate Mechanism Controlled Superionic Conduction in All-Solid-State Batteries

带有多阳离子分子链的共价有机框架用于全固态电池中门机制控制的超离子传导

Wei Gong, Yuan Ouyang, Sijia Guo, Yingbo Xiao, Qinghan Zeng, Dixiong Li, Qi Zhang, Shaoming Huang

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-03-29

https://doi.org/10.1002/anie.202302505

广东工业大学黄少铭课题组开发了一种具有多阳离子分子链的共价有机框架。通过纳米约束共聚阳离子液体单体，在COF通道上形成了具有Li+选择门功能的MCMCs。MCMCs与阴离子之间的库仑相互作用使Li+更容易从配位态解离，从而加速Li+的迁移。而负离子的运动由于电荷相互作用而受到抑制，具有较高的Li+电导率，在30℃时Li+迁移数为0.71。具有COF-MCMC的固态电池在高阴极负载和有限的Li金属源的情况下表现出优异的比能量密度为403.4 Wh kg-1。

 

7.2D Soft Covalent Organic Framework Membrane Prepared via Molecular Bridge

分子桥法制备二维软共价有机框架膜

Jingcheng Du, Qian Sun, Wen He, Linghao Liu, Ziye Song, Ayan Yao, Ji Ma, Dong Cao, Shabi Ul Hassan, Jian Guan, Jiangtao Liu

Adv. Mater. (IF 32.086) Pub Date: 2023-03-27

https://doi.org/10.1002/adma.202300975

中国科学技术大学刘江涛课题组报告了一种新型的基于亚胺的二维软共价有机框架（SCOF）膜，通过巧妙地选择一个醛类柔性连接剂和一个三棱柱构件，使其具有226.9平方厘米的大面积。基于在水/二氯甲烷（DCM）界面上构建的十二烷基硫酸钠（SDS）分子通道，软二维共价有机框架膜迅速形成（约5分钟），这是SCOF膜形成的最快记录，比文献报道快72倍。MD模拟和DFT计算阐明，动态的、自组装的SDS分子通道促进了胺类单体在体外更快、更均匀的转移，从而形成了具有更均匀孔隙的软二维自立COF膜。形成的SCOF膜对小分子表现出超强的筛分能力，在（I）强碱（5 mol/L NaOH）、（II）酸（0.1 mol/L HCl）和（III）各种有机溶液中具有鲁棒性，并且具有足够的灵活性，具有2000 m-1的大曲率，可用于基于膜的分离科学和技术。

 

8.Hydrophobicity Tailoring of Ferric Covalent Organic Framework/MXene Nanosheets for High-Efficiency Nitrogen Electroreduction to Ammonia

铁共价有机框架/MXene纳米片的疏水性调整，用于高效的氮气电还原成氨

Hongming He, Hao-Ming Wen, Hong-Kai Li, Ping Li, Jiajun Wang, Yijie Yang, Cheng-Peng Li, Zhihong Zhang, Miao Du

Adv. Sci. (IF 17.521) Pub Date: 2023-03-30

https://doi.org/10.1002/advs.202206933

郑州轻工业大学杜淼课题组通过多合一的合成策略，成功地制备了具有可控疏水行为的二维铁共价有机框架/MXene（COF-Fe/MXene）纳米片。COF-Fe/MXene的疏水性增强，可以有效地排斥水分子，抑制HER，从而提高NRR性能。凭借超薄的纳米结构、明确的单铁位点、富氮效应和高疏水性，1H,1H,2H,2H-全氟十二烷硫醇修饰的COF-Fe/MXene混合体在0.1米Na2SO4水溶液中，相对于RHE，在-0.5伏下显示出41.8微克/小时的NH3产量和43.1%的Faradaic效率，大大优于已知的铁基催化剂甚至贵金属的催化剂。这项工作为设计和合成非贵金属电催化剂提供了一个通用的策略，用于高效率地将N2还原成NH3。

 

9.Covalent Triazine Framework Encapsulated Ultrafine PdAu Alloy Nanoclusters as Additive-Free Catalysts for Efficient Hydrogen Production from Formic Acid

共价三嗪框架包裹的超细PdAu合金纳米簇作为无添加剂的催化剂用于甲酸的高效制氢

Jiansong Wang, Yangyang Yu, Hui Yu, Wei Wang, Liu-Liu Shen, Gui-Rong Zhang, Donghai Mei

ACS Catal. (IF 13.7) Pub Date: 2023-03-30

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c06369

天津工业大学梅东海课题组通过金属-氮配位还原策略构建了限制在双吡啶共价三嗪框架（CTFs）空腔内的超细金-钯双金属纳米簇（NCs），该策略是通过双吡啶配体的双叉氮位点和金属离子前体之间的螯合作用实现的。由此产生的CTF封闭的PdAu NCs在没有任何添加剂的情况下，对FA的脱氢作用表现出高达12368 h-1（333 K）的初始周转频率。实验和理论研究表明，CTF的吡啶氮位点不仅通过锚定和孔隙约束效应促进了单分散的小尺寸金属NCs的形成，而且作为质子缓冲器可以储存多余的质子，从而抑制了PdAu合金表面吸附的甲酸盐和氢气的重新结合。这些发现将对设计高性能的制氢催化剂产生重大影响。

 

10.Donor–Acceptor Covalent–Organic Frameworks Based on Phthalimide as an Electron-Deficient Unit for Efficient Visible-Light Catalytic Hydrogen Evolution

基于邻苯二甲酰亚胺作为缺电子单元的供体-受体共价有机框架用于高效的可见光催化氢气转化

Guobing Zhang, Mingshi Zhao, Linghui Su, Hao Yu, Chenxi Wang, Dengrong Sun, Yunsheng Ding

ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-03-30

https://doi.org/10.1021/acsami.3c00786

四川大学孙登荣课题组采用受体单元邻苯二甲酰亚胺构建COFs。两种供体-受体COFs（TAPFy-PhI和TAPB-PhI）通过以邻苯二甲酰亚胺为受体，1,3,6,8-四（4-氨基苯基）芘（TAPFy）和1,3,5-三（4-氨基苯基）苯（TAPB）为供体的席夫碱反应成功合成。合成的COFs表现出高的结晶度、永久的多孔性、良好的化学稳定性、合适的带隙和广泛的可见光吸收。在抗坏血酸（牺牲试剂）的存在下，TAPFy-PhI COF表现出高效的光催化性能，氢气演化率为1763 μmol g-1 h-1。此外，通过添加Pt（1 wt %）作为助催化剂，光催化性能得到进一步提高，氢气演化率达到2718 μmol g-1 h-1。

 

11.A 'one-step' approach to the highly efficient synthesis of lactide through the confinement catalysis of covalent organic frameworks

通过共价有机框架的约束催化，"一步到位 "地高效合成乳糖的方法

Jinyu Zhao, Guangming Guo, Danbo Wang, Hui Liu, zhenxiu zhang, Lishui Sun, Naixiu Ding, Zhibo Li, Yingjie Zhao

Green Chem. (IF 11.034) Pub Date: 2023-03-29

https://doi.org/10.1039/D2GC04771C

青岛科技大学赵英杰课题组展示了一种基于二维COFs的催化剂，它可以在温和的条件下将L-乳酸直接转化为L-丙交酯，产率极佳（80%）。与酶催化作用中产品的选择性由酶控制类似，COFs的高度有序的通道和可调整的结构与功能分子的精确限制效应在将单体直接转化为环状二聚体和避免低聚物方面发挥了关键作用。这一策略与目前合成乳酸的两阶段工艺截然不同。更低的反应温度和避免减压，大大降低了能源消耗。此外，这种新开发的方法避免了金属催化剂的使用，符合化学合成中环境友好趋势的要求。最后，进一步探讨了新兴的COFs材料作为具有封闭效应的优秀异质催化剂的功能。

 

12.One-Step Synthesis of Magnetic Covalent Organic Framework Composite for the Adsorption of Marine Toxin Okadaic Acid

一步法合成磁性共价有机框架复合材料用于吸附海洋毒物冈田酸

Vanesa Romero, Soraia P. S. Fernandes, Liliana P. L. Gonçalves, Orlando Oliveira, Maria Meledina, Karol Strutyński, Manuel Melle-Franco, Yury V. Kolen'ko, Begoña Espiña and Laura M. Salonen

CrystEngComm (IF 3.756) Pub Date: 2023-03-29

https://doi.org/10.1039/D3CE00178D

国际伊比利亚纳米技术实验室Laura M. Salonen课题组报道了一个合成结晶性磁性共价有机框架（COF）复合材料的单步程序。虽然在COF生长之前，通常需要用构件对固体基底进行预功能化，以获得结晶的COF复合材料，但该方法在COF合成过程中使用了二氨基构件。这允许过量的醛固定在多巴胺功能化的磁性纳米粒子上，以促进COF的生长，只需一个步骤就能获得结晶的磁性COF复合材料。与块状材料相比，没有观察到结晶度或表面积的损失。COF复合材料被成功地应用于去除合成污水中的秋田酸，其中复合材料显示出与散装COF相比的吸附效率。此外，该材料在使用2-丙醇作为解吸溶剂的至少三个连续的吸附/解吸循环中是可回收的，仅在吸附能力上有轻微的损失。