共价有机框架材料(COF)是一种结晶多孔聚合物。有趣的是,在合成COF基本结构后,我们还可以通过各种后合成修饰方法,使COF获得多种多样的新功能,宛若历经72变,成为具有特定性质的目标材料。
在近日发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)的一篇综述中,吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室方千荣教授及其合作者总结了COF后合成功能化的最新进展。他们探究了COF后合成功能化的方法与过程,并详细阐述了后合成功能化对COF结构、性能与应用前景的贡献。
文章指出,目前研究者已经成功将大量的有机-无机功能组分引入到COF中来获得所需的功能化材料。这一过程涉及新型键(共价键和配位/离子键)的形成、化学反应(氧化/还原反应),以及框架结构和功能组分之间的主客体相互作用。
COF后合成功能化的典型方法
此外,文章还讨论了有机功能化COF、金属/COF杂化物和其他基于COF的材料,并介绍了功能化COF在气体存储与分离、分子吸收与释放、催化剂、电存储传感以及其他领域的重要应用。
更进一步,作者对该领域存在的挑战和未来研究方向进行了展望。目前,可用的功能化构筑基元还很少,而通过主客体化学方法得到的功能化COF主要用作电子和能量存储,其在更广泛、更复杂领域内的应用仍待探索并大有潜力。
该工作得到国家自然科学基金创新研究群体、面上项目等基金的资助。相关成果有助于将新功能更加定向可控地引入COF。