中南大学喻桂朋-唐俊涛团队等在调控共价有机多孔聚合物堆积模式上取得新突破
来源:化学化工学院 点击次数:次 发布时间:2024年10月08日 作者:张慧聪
本网讯 近日,中南大学化学化工学院喻桂朋-唐俊涛教授团队,与斯德哥尔摩大学材料与环境化学系袁家寅教授合作在国际顶级期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)发表题为“离子液体加速共价有机多孔聚合物制备及堆积模式调控(Ionic Liquid-accelerated Growth of Covalent Organic Frameworks with Tunable Layer-stacking)”的研究论文。中南大学化学化工学院为第一完成单位,喻桂朋教授、唐俊涛副教授为共同通讯作者,我校2020级化学工程与技术专业博士生邓丽峰为第一作者。
图为:离子液体调控共价有机多孔聚合物的“钥匙-筒锁”策略
大多数二维共价有机多孔聚合物(2D COFs)由非共价堆叠的薄片组成,2D COFs的固有性质除了与化学性质有关外,还与它们堆积行为密切相关。目前,大多数2D COFs采用AA堆积模式,极少数情况下采用交错(AB或ABC)堆积。部分文献指出,加入特定客体等策略可以实现交错AB堆积,但调控手段有限,而且COFs合成条件较为苛刻,除反应时间长外还需要高温密封等条件。因此,开发简单通用并且可精准地调节2D COFs堆积模式的方法仍是一个巨大的挑战。本文从“钥匙-筒锁”系统的操作机制中获得灵感(如图),设想使用ILs(离子液体)来调控2D COFs的堆积模式。本研究提出模仿“钥匙-筒锁”策略,以ILs为溶剂和介质在温和条件下快速合成了7个具有不同拓扑结构(hcb,kgm,sql和bex)的AB COFs。研究证明,在分离系统中AB堆积膜相比于AA堆积膜具有更显著的优势。这项工作将推动ILs加速构建可调节堆积层的2D COFs,并启发其他二维材料的结构设计。
据悉,该项研究工作获得了中组部高层次青年人才、国家自然科学基金项目、湖南省杰出青年自然科学基金项目、湖南省科技计划项目和中南大学研究生自主探索创新项目等基金和项目的支持。该团队一直致力于功能高性能聚合物材料及其工业化应用的研究,聚焦多孔材料和多孔膜结构与表面调控,相继取得了系列原创性成果,近年来在J. Am. Chem. Soc. Angew、ACS Cat和Chem. Sci.等国际知名期刊发表系列高水平论文。
(一审:何美琴 二审:韩艳 三审:李殷)