共價有機(jī)框架材料的三大性能特點，你可知是什么？
發(fā)布日期：2020-07-28 瀏覽次數(shù)：7396
共價有機(jī)框架材料(covalent organic frameworks，COFs)是一類新興的材料，它是一種由有機(jī)構(gòu)筑基元構(gòu)成、并用可逆的共價鍵進(jìn)行連接，具有結(jié)晶性和周期性的多孔材料。因為這種材料比表面積大、密度低，擁有多樣性的結(jié)構(gòu)、的熱穩(wěn)定性及孔道易修飾等優(yōu)點，越來越受到人們的關(guān)注。綜述了近年來COFs的醉新發(fā)展動態(tài)，將其按照基底材料不同進(jìn)行分類，介紹COFs在儲能、光電、催化、生物醫(yī)藥等方面的應(yīng)用和發(fā)展，包括氣體的吸附和存儲、材料的光電導(dǎo)性、催化反應(yīng)進(jìn)行的性能、手性分離和藥物緩控釋等；討論了COFs結(jié)構(gòu)的表征以及相比于其他材料所具有的*特性。醉后指出COFs未來發(fā)展趨勢是合成具有高度穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)可控、成本低廉的功能性材料，并對其在實際中的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。 共價有機(jī)框架材料的三大性能特點：
1、多孔性及大的比表面積
孔隙是指除去客體分子后留下的多孔材料的空間。多孔性是材料應(yīng)用于催化、氣體吸附與分離的重要性質(zhì)。材料的孔徑大小直接受有機(jī)官能團(tuán)的長度影響，有機(jī)配體越長，除去客體分子后材料的孔徑越大。
比表面積是評價多孔材料催化性能、吸附能力的另一重要指標(biāo)，因此人們不斷改變有機(jī)框架材料材料金屬中心和連接臂的主要目的之一就是使材料具有更大的比表面積。
2、結(jié)構(gòu)與功能多樣性
有機(jī)框架材料材料可變的金屬中心及有機(jī)配體導(dǎo)致了其結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。有機(jī)框架材料材料金屬中心的選擇幾乎覆蓋了所有金屬，包括主族元素、過渡元素、鑭系金屬等，其中應(yīng)用較多的為Zn、Cu、Fe等。不同金屬的價態(tài)、配位能力不同也導(dǎo)致了不同材料的出現(xiàn)。而對于有機(jī)配體的選擇，則從早易坍塌的含氮雜環(huán)類配體過渡到了穩(wěn)定性好的羧酸類配體。
3、不飽和的金屬位點
由于二甲基甲酰胺（DMF）、水、乙醇等小溶劑分子的存在，未飽和的金屬中心與其進(jìn)行結(jié)合來滿足配位需求，經(jīng)過加熱或真空處理后可以去除這些溶劑分子，從而使不飽和金屬位點暴露。這些暴露的不飽和金屬位點可以通過與NH3、H2S、CO2等氣體配位而達(dá)到氣體吸附和分離的作用，也可以與帶有氨基或羧基的物質(zhì)進(jìn)行配位，從而使有機(jī)框架材料材料作為藥物載體或肽段分離的有效工具;此外，含有不飽和金屬位點的有機(jī)框架材料材料亦可作為催化反應(yīng)的催化劑加速反應(yīng)的進(jìn)行。
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