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将平面单体扭转至四面体合成三维共价有机框架

    共价有机框架是一类新兴晶态有机多孔材料,结构、性能都可控制,在很多领域都表现出了优异性能,根据平面单体节点连接维度,比表面积高,密度低,开放位点丰富。在吸附、催化领域中也更具诱人的应用前景。有效拓扑合成策略少、结构表征困难、构筑基元,特别是立体构筑基元有限。为增加3DCOFs结构多样性,对新型构筑基元进一步探索非常迫切。

    从立体几何中看,构建通常需要一个可向三维空间延伸的立体构筑单元,正是平面单体的优势所在,四面体节点目前依然是构筑3D COFs的理想选择对象。然而,现有的四面体节点大部分都是四苯基甲烷或金刚烷衍生物。因此,四面体节点种类的匮乏在很大方面上限制着3D COFs数量,所以发展新型四面体节点意义重大。
    在前期研究项目过程中,科研人员提出了具有普适性的由四面体节点和四边形连接单元通过【4+4】连接方式构筑三维COFs的拓扑设计新策略,根据立体化学原理,通过增加空间位阻将平面型分子扭转成四面体策略,利用取代基不同的联苯基前体与TPB-H反应合成也是采用【4+4】链接方式,但却出现了不同维度的两种COFs。所以,通过将平面单体扭转至四面体可得到不同维度的COFs。同时还发现,通过引入位阻可实现平面节点向立体节点(四面体节点)转变的新策略。
    编辑:T
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