疏水型共价有机框架的合成及应用研究进展

共价有机框架(COFs)是一种新兴的晶体多孔聚合物，因其组成多样化、孔径可调、高稳定性等优点已在很多领域表现出优异的应用前景。随着疏水材料的不断发展，疏水型COFs材料备受关注，其结构类型的设计、开发及应用研究已有相关报道。鉴于此，从C(主要包括含氟类、长链烷烃类及其他芳香烃类疏水型COFs材料)及合成策略方面综述了近年来疏水型共价有机框架相关研究进展。此外，简要介绍了疏水型COFs材料在油水分离、固相微萃取与吸附领域的应用。     

新型锂离子固体电解质应用进展

传统的液体电解质在充放电的循环过程中易在负极产生枝晶,导致电池短路,且液体电解质存在易燃、易爆、泄露等安全问题。固体电解质能够很好的解决上述安全性问题,并且具有较好的稳定性,是替代液体电解质的不二选择。固体电解质需要满足高的离子电导率、宽的电化学窗口、优良的化学相容性、简单的制备工艺、低廉的成本等要求,因此需要进一步研发高性能固体电解质或电极/电解质界面改性材料,便于优化和提升固态电池的电化学性能。金属有机骨架和共价有机框架化合物是近年来新兴的、具有周期性结构的多孔材料,在电池领域的应用已经崭露头角。综述了金属有机骨架和共价有机框架化合物在固态锂离子电池上的应用及研究进展,并对如何改进金属有机骨架和共价有机框架固体电解质的电化学性能提出建议。     

聚酰亚胺类共价有机骨架多孔材料的研究进展

聚酰亚胺类共价有机骨架与常规的多孔材料相比,具有较高的机械强度,良好的化学和物理稳定性以及合成的多样性以及孔尺寸的可控性,能够广泛应用于非均相催化,分离和气体储存等领域,因而有望成为一种新型的具有发展潜力的多孔材料。从聚酰亚胺类共价有机骨架中多孔材料的合成、性能等方面对近年来国内外的研究状况进行了详细的阐述,并在此基础上对该方向的前景进行了展望。     

金属有机骨架和共价有机骨架及其衍生物用于超级电容器电极材料的研究进展

金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)是一系列结晶多孔材料.由于其高度有序的结构、高的表面积、可调的孔径和拓扑结构、富含氧化还原活性位点的连续骨架,MOFs和COFs及其衍生物在储能领域引起了广泛关注.为了制造高性能超级电容器电极,MOFs和COFs及其衍生物具有结构稳定性好、氧化还原活性位点丰富和电子导电...     

用于可充电金属离子电池的共价有机框架电极材料综述（英文）

共价有机框架具有强健的骨架、丰富的电化学活性位点、便于金属离子传输的可控孔道以及利于优化电化学性能的可调控的分子结构,因此是理想的下一代可充电金属离子电池电极材料。此外,共价有机框架电极材料没有传统无机电极材料价格昂贵及含有毒金属的问题,也不存在有机小分子循环稳定性差的问题,在下一代可充电金属离子电池中具有巨大的应用潜力。因此,本文总结了共价有机框架电极材料的电化学活性位点,并着重讨论了通过调节共价有机框架的骨架结构、孔道、活性位点和电子结构提高共价有机框架电极材料电化学性能(包括:能量密度、倍率性能和循环寿命)的策略。为了开发高性能的共价有机框架电极材料,未来的工作需着重于优化它们的离子和电子导电性,进一步提高它们的工作电压以及探明它们的储能机制。本文将有助于开发用于下一代金属离子电池的高性能共价有机框架电极材料。     

石墨烯的功能化及其在聚合物改性中的应用研究

石墨烯作为一种新型二维平面纳米材料,其特殊的单原子层结构赋予了它许多新奇的物理性质,如优异的力学性能、良好的导电和导热性能、杰出的摩擦学性能等,在航空、航天等多个领域显示出良好的应用前景。本文针对石墨烯在聚合物中的分散性问题,对石墨烯表面修饰的研究进展进行了综述,包括π键和离子键非共价功能化以及有机小分子、线型聚合物和超支化聚合物共价功能化等,并总结了石墨烯对聚合物导电性能、热学性能、机械性能以及摩擦学性能的影响,指出了其今后的研究方向及发展前景。     

固相力化学研磨法制备Salphen共价有机网络及其催化二氧化碳固定性能测试

采用一种完全绿色的固相力化学研磨方法制备了Salphen型希夫碱聚合物。红外光谱分析结果显示,1610 cm-1处有明显的亚胺键吸收峰;X射线衍射结果显示,2θ约5.5°处有明显的吸收峰,表明得到了具有结晶性的邻苯二胺型Salphen共价有机网络,这是首次获得Salphen型结晶性共价有机网络材料。扫描电镜和透射电镜结果表明所制备的Salphen共价有机网络具有可剥离的片层结构。同时,还具有良好的耐水解稳定性和耐酸碱稳定性。进一步通过固相力化学研磨方法将Salphen共价有机网络与金属络合后,获得分别络合了Zn、Ni、Co、Mn的M-Salphen共价有机网络,将其应用到催化二氧化碳固定的反应中,M-Salphen均具有一定的催化效率,其中Zn(Salphen)的催化效率最高,为其在绿色化学及催化领域的应用提供了参考。     

共价有机骨架材料(COFs)对Cr(Ⅵ)的吸附行为分析

以三醛基间苯三酚为一种合成单体采用水热合成法制备了两种共价有机骨架材料(TpBD COFs和MICOFs)并将其作为重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附剂考察共价有机骨架材料的吸附行为。结果表明:水热合成法成功制备了两种有机共价材料,且材料具备丰富的孔道,比表面积分别为81.461和110.500 m~2/g。对铬离子的吸附结果表明TpBD COFs、MICOFs材料的平衡吸附时间分别为20 min、10 min,静力学吸附行为均符合单分子层表面吸附的Langmuir等温吸附模型,动力学吸附行为均符合准一级动力学行为,两种材料的吸附时间短,吸附效果理想,具备将其用于废水中重金属离子富集净化的可行性。     

石墨烯表面聚合物改性及应用研究进展

利用聚合物对石墨烯进行表面改性,能有效避免石墨烯层间堆积并提高其在溶剂及聚合物基体中的分散性,从而使其优异的理化性能得到充分发挥。综述了通过非共价和共价两种方法对石墨烯进行表面改性的研究进展,讨论了所制备石墨烯/聚合物复合材料在传感器、高强度材料和能源等领域中的应用。     

MOFs材料合成及其对有机气体吸附研究进展

讨论了金属有机骨架(MOFs)材料的不同合成方法,并结合国内外研究现状分别分析了IRMOFs、MILs、ZIFs和PCN等系列MOFs材料对有机气体吸附的研究进展,比较其性能及分析研究中的难点,对MOFs材料在有机气体吸附领域的应用进行了展望。     

用于可充电金属离子电池的共价有机框架电极材料综述

共价有机框架具有强健的骨架、丰富的电化学活性位点、便于金属离子传输的可控孔道以及利于优化电化学性能的可调控的分子结构,因此是理想的下一代可充电金属离子电池电极材料.此外,共价有机框架电极材料没有传统无机电极材料价格昂贵及含有毒金属的问题,也不存在有机小分子循环稳定性差的问题,在下一代可充电金属离子电池中具有巨大的应用潜...     

聚合物基MOFs复合材料的制备及应用

金属有机骨架化合物(MOFs,配位聚合物)主要是由金属离子与有机配体通过自组装作用而形成的一种有机无机多孔配合物,它具有结构可调、孔隙率高以及比表面积大等特点,在生物医药、传感、气体分离膜等方面有着广泛的应用,但单一的MOFs材料也有一定的缺点,如稳定性差、机械强度低等。为了改善其缺点,一些研究者将MOFs材料与无机物、有机物复合,在改善MOFs材料缺陷的同时扩宽它的应用范围,本文重点阐述了MOFs材料与聚合物的复合研究进展。本文根据MOFs材料的命名、组分单元和合成方法的不同将MOFs分为以下几类,如网状金属有机骨架材料(IRMOFs)、类沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)、莱瓦希尔骨架材料(MILs)、孔/通道式骨架材料(PCNs)等;归纳了聚合物基MOFs复合材料常用的两种制备方法,即物理共混法和原位法;总结了聚合物与MOFs间的复合方式,主要有非共价键复合和共价键复合。非共价键复合包括氢键、范德华力、静电作用等;共价键复合主要是氨基与羧基间的复合。在非共价键复合和共价键复合中都有氢键的作用,并且通过共价键可以使聚合物和MOFs材料更好地复合,从而使聚合物基MOFs复合材料更加稳定,应用更加广泛。最后介绍了聚合物基MOFs复合材料在生物医药、传感、气体分离膜等方面的应用现状,并对聚合物基MOFs复合材料的发展趋势进行了展望,主要包括复合材料的复合方式、复合材料的结构调控,以及复合材料在其他领域的应用。希望本文能为聚合物基MOFs复合材料方面的研究提供一定的指导与借鉴。     

二维高分子合成新进展

介绍了利用配位、自组装和共价键作用合成二维高分子的研究新进展.配位二维高分子采用多齿有机配体和金属离子通过配位作用合成;自组装二维高分子利用氢键、静电、范德华力等非共价作用把分子亚单元组装成二维超分子结构;共价二维高分子采用可逆的共价键合作用,在热力学重组状况下产生二维结构.配位二维高分子和自组装二维高分子的合成路线复杂,骨架稳定性、反应的可靠性和重复性较难保证;而共价二维高分子骨架稳定,易实现多尺度的拓扑结构和孔隙结构.     

氢溢流在多孔材料储氢性能研究中的应用

多孔材料的储氢性能研究是氢能经济发展的重要课题之一,然而其室温下的储氢性能还不能满足氢存储系统的所有要求。氢溢流被证明是提高多孔材料在室温下储氢性能的有效方法。主要从氢溢流产生的方法及其优缺点,氢溢流在碳基纳米材料、沸石、金属有机骨架和共价有机骨架等多孔材料储氢性能研究中的最新动态进行了详细综述,并指出了当前存在的问题和今后的发展方向。     

多级孔金属有机骨架材料的合成及应用研究进展

通过对目前多级孔金属有机骨架材料MOFs的合成方法及其在吸附、催化、传感领域应用进行介绍与总结,对多级孔MOFs材料的合成方法与应用前景进行评述与展望。     

石墨烯表面改性及其在聚合物导电复合材料中的应用研究

石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料,引起了科学家们极大的兴趣。其中石墨烯/聚合物复合材料具有优异的导电性能,广泛应用于电子、电气等领域。石墨烯片层易于团聚,在聚合物基体中分散不均匀,严重影响了石墨烯/聚合物复合材料的导电性能,需要对石墨烯及其衍生物进行表面改性。表面改性能有效地提高石墨烯在聚合物基体中的分散性,改善石墨烯与聚合物基体的相容性。文中介绍了石墨烯的共价改性(亲核取代反应、亲电取代反应、缩聚反应)和非共价改性(表面活性剂吸附、杂化修饰)的方法,以及对石墨烯/聚合物复合材料导电性的影响,总结了2种改性法的优缺点,最后展望了石墨烯改性及其在聚合物导电复合材料应用方面的研究方向。     

共价有机骨架储氢性能的研究进展

共价有机骨架(COFs)具有良好的热稳定性,大的表面积,高的孔隙率和极低的密度,因而显示出优异的储氢性能。重点介绍了COFs储氢性能的研究进展和目前存在的问题,提出了今后的研究重点和发展方向。     

共轭微孔聚合物的制备及应用研究进展

共轭微孔聚合物是一类由全共轭分子链构筑,具有三维网络骨架、自具微孔结构且孔径小于2 nm的有机多孔材料。从分子结构上看,共轭单元的刚性和成键方式导致其骨架能有效地支撑起微孔通道,而不像共轭小分子或线性共轭聚合物那样通过π-π堆积形成致密的凝聚体。因此,共轭微孔聚合物既拥有某些共轭聚合物的光电性质,又能够提供稳定的多孔性;同时,还具有功能调控、环境稳定性高、制备路径简单和多元化等特点。自2007年首次制备获得共轭微孔聚合物以来,至今为止已经发展了多种制备方法,并且在气体吸附、化学传感、异相催化、能量存储与转换等诸多领域取得了重要应用。系统归纳了共轭微孔聚合物的制备方法和应用,同时总结了共轭微孔聚合物研究目前存在的主要问题以及未来发展方向。     

石墨烯在聚合物中的阻燃应用研究

介绍了在阻燃研究中常用的氧化石墨烯的共价改性方式及与聚合物复合的非共价制备方法,并简要介绍了非共价改性。讨论了石墨烯基聚合物的结构、形态、阻燃性能及热稳定性的分析测试方法及应用,指出了将石墨烯应用于阻燃行业所面临的问题及挑战。     

共价有机框架和荧光分子的一体化自组装对神经毒模拟物的超灵敏检测

荧光分子通过非共价键作用载入到多孔矩阵中能够拓展其应用范围.本文报道了利用乳液限域的方法将带有苯并噻二唑和9,9-二己基芴基团的荧光分子1和共价有机框架(Covalent Organic Frameworks, COFs)一体化自组装,使得分子1通过CH-π作用固定在共价有机框架的骨架之上.因此这会极大地抑制荧光分子之间的π-π作用,使其表现出荧光分子单体的光学性质.更有意思的是,共价有机框架和神经毒剂模拟物(DCP)的特殊的作用,使得一体化自组装的复合物能够实现对神经毒剂模拟物高灵敏度的检测(检测限为40 ppb).而且,当前的一体化组装策略能够被拓展用于装载多种不同发射波长的荧光分子来实现白光.我们的结果提供了一种利用荧光探针分子和共价有机框架综合自组装来制备高发光效率多孔材料的新方法.