不同堆积模式的异构二维共价有机框架材料

摘要

【目的】共价有机框架（COFs）是一类由C、H和N等轻质元素通过共价键连接而成的新型多孔结晶聚合物.近年来，拥有相同的化学结构但原子排列和物化性质不同的COFs异构体作为研究结构-性能关系的独特平台引起了研究者的广泛关注.本研究工作围绕COFs异构体的构建开展研究，为新型COFs材料的设计和合成提供了一定的借鉴意义.【方法】选用均苯三甲醛（TFB）和2,5-二甲基对苯二胺（BMPDA）为原料在不同的溶剂介质中制备了具有不同堆积模式的2D COF-942的异构体（COF-942-AA和COF-942-Inclined）.在此基础上，对异构体进行了一系列的表征确定了结构，并对它们的形成机理进行了研究.【结果】通过研究发现COF-942-AA具有广泛的AA堆积方式，其形成机制可分为3个阶段：成核-生长-成熟.相比之下，COF-942-Inclined具有罕见的倾斜堆积方式，在反应初期（<30 min）可具有较高的结晶度和表面积(> 1 000 m²·g^-1),这有利于开发在较短的反应时间内制备出具有高结晶度和比表面积的COFs材料.【结论】该项工作有利于开发在较短的反应时间内制备出具有高结晶度和比表面积的COFs材料.此外，由于倾斜堆积的结构特点，COF-942-Inclined具有更高的化学稳定性.同时也为研究多孔材料的结构-性能关系提供了一个平台.

关键词

共价有机框架材料 / 异构体 / 堆积模式 / 多孔聚合物 / 构效关系