共价有机骨架材料COFs汇总.
共价有机框架材料的制备及表征
共价有机框架材料的制备及表征共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks, COFs）是一种新兴的材料，具有高度可控的结构和性能，被广泛应用于气体存储、分离、传感和催化等领域。
本文主要介绍COFs的制备及表征技术，并探讨它们在各个领域的应用前景。
COFs的制备方法多种多样，但基本上都带有共价键的构建策略。
其中较为常用的方法是通过亲核官能团和电子不足的化合物之间的烷基化反应、酰基化反应、亲电芳香取代反应等加入不同的反应剂使得共价键发生反应，形成具有一定结构的COF。
这些反应会在适当的温度、压力、反应时间等条件下进行，并通过XRD、FTIR、NMR等表征方法确立COF的结构。
其制备流程如下：首先，选择合适的有机化合物作为骨架，一般是具有多个亲核官能团的芳香环或芳香环的衍生物，以苯系和芳杂环系的化合物为主，具体选择要根据想要构造的COF的性质来考虑。
然后，选择合适的反应剂和条件，进行烷基化或酰基化反应，构建起COF。
最后通过各种表征手段，如XRD、FTIR、NMR、TGA等等，对COF进行结构表征，并分析各种性质。
在COFs的表征中，XRD是共价有机框架材料表征的最为重要的方法。
其通过分析样品的衍射图案来确定COF的结构，可以测定COF晶胞参数、展向结构以及其它细节，对于COFs的研究至关重要。
FTIR则是分析COFs的结构及其官能团组分的一种较为常用的方法。
由于COFs的结构比较稳定，可有效避免分子的气相转移等问题，使其在表征过程中更加排他。
同时，由于COFs具有可预测的结构和拓扑性质，因此图谱和数据分析也较其它材料更加简单和准确。
而NMR谱是一种非常有意义的表征方式，它可检测到原子与原子之间、原子与分子之间的化学键的拓扑关系，在核磁共振谱中其峰与其化学环境高度相关，因此可方便地确定化合物的结构，确定样品组分及样品质量等。
目前，COFs在催化、传感、气体存储等领域得到了广泛的应用。
共价有机骨架材料COFPPT精选文档
1.2.1 按形成的共价键分类
①反应可逆
A.硼氧六环
②构建单元立体构型保持
单体、寡 聚物相互 B.硼酸酯 交换 “Error checking”
C.三 嗪
刚性结构
D.亚 胺
E. 腙
W. Wang, et al., Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 548-568.
5
COFs材料的分类
187
1200
COF-103 C24H24B4O8Si
12
1.54
3530
70.5
175
1190
zeolites
--
--
--
1250
25.5
86
370
mesoporous silicas
--
--
-- 450-1070
--
14-65
--
MOF-5
C24H12O13Zn4 12,15
--
3800
76
120(300K) 970(40bar)
⑤很多开放位点
储存气体的良好“容器”
O. M. Yaghi, et al., Science, 2007, 316, 268-272.
7
3D COFs的构建
Y. Yan, et al., J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 8352-8355.
8
二、COFs合成方法
2.1 溶剂热法
50 2
50 2
[EtOH] -H P-COF 50 2
[EtNH ] -H P-COF 2 50 2
Carbon dioxide adsorption capacity
共价有机骨架材料COFs
2D COFs的构建方法：
D. Jiang, et al., Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 6010-6022.
6
3D COFs的构建方法
3D COFs的特点： ①通过共价键连接扩展形成网状结构 ②具有较大的BET值（可达4000m2g-1） ③更高的热稳定性（400-500℃） ④密度小（最低至0.17cm-3g-1）
17
单体导入官能团作为催化位点
A. 骨架杂原子配位金属引入催化位点 骨架官能团衍生化引入催化位点
设计策略
B.单体导入官能团作为催化位点
16
骨架杂原子配位金属引入催化位点
Entry
1 2 3 4
R
X Time(h) Yield(%)
I
3
96
I
2
97
Br 2.5
98
Br 3
97
W. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 19816-19822.
187
1200
COF-103 C24H24B4O8Si
12
1.54
3530
70.5
175
1190
zeolites
--
--
--
1250
25.5
86
370
mesoporous silicas
--
--
-- 450-1070
--
14-65
--
MOF-5
C24H12O13Zn4 12,15
--
3800
76
120(300K) 970(40bar)
共价有机框架化合物
共价有机框架化合物共价有机框架化合物是近年来备受研究关注的一类新型功能材料。
其独特的分子结构和丰富的性质使其在催化、分离、能源等领域具有广泛的应用前景。
本文将对共价有机框架化合物的定义、研究现状以及应用进行探讨。
一、定义共价有机框架化合物简称COFs，是一类由有机分子通过共价键形成的二维或三维网络结构。
其分子结构中含有多个功能基团，可形成具有孔道和表面活性中心的材料。
与传统的无机材料和有机分子材料相比，COFs具有独特的结构和性质，包括高度可控性、多孔性、可重复性等。
二、研究现状当前，COFs的研究主要集中在以下几个方面：1.合成方法COFs的合成方法包括基于聚合物的方法、基于配位反应的方法、基于无机模板的方法等。
其中，基于聚合物的方法是目前最常用的一种方式，通过有机分子自身的聚合来构建COFs。
2.结构调控COFs的结构调控是实现其物理和化学性质调控的关键。
研究人员通过引入具有不同性质的有机分子或功能基团，调节COFs的孔径大小、孔径结构、表面性质等，以满足不同领域的应用需求。
3.应用前景COFs在催化、分离、能源等领域具有广泛的应用前景。
例如，COFs作为催化剂可用于制备高附加值化合物；COFs作为分离材料可用于分离有机分子、气体分子等；COFs作为电极材料可用于锂离子电池、超级电容器等。
三、应用举例1. COFs在催化领域的应用Tanaka等人制备了一种铜-酞菁COFs，在催化芳基硫醚化反应中，表现出优异的反应活性和高度选择性。
此外，由于其结构可控性，研究人员还可以通过结构设计优化催化剂的催化性能。
2. COFs在分离领域的应用Chen等人制备了一种二咯-脲COFs，使用其作为载体固定铜离子，成功实现了对氨基酸的分离。
由于COFs具有可控的孔道结构和表面性质，有望成为一种新型的分离材料。
3. COFs在能源领域的应用Liu等人利用COFs作为锂离子电池的电极材料，制备出高性能的锂离子电池。
共价有机骨架材料COF
A. Thomas, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 3450-3453.
11
2.4 其他合成方法
单层COFs的合成
W. R. Dichtel, et al., Science, 2011, 332, 228-231.
12
COF-103的BET 4210m2 /g
3.2 在催化中的应用
A. 骨架杂原子配位金属引入催化位点 骨架官能团衍生化引入催化位点
设计策略
B.单体导入官能团作为催化位点
16
骨架杂原子配位金属引入催化位点
Entry
1 2 3 4
R
X Time(h) Yield(%)
I
3
96
I
2
97
Br 2.5
98
Br 3
97
W. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 19816-19822.
动力学控制
无序多孔材料
热力学控制
O. M. Yaghi, et al., Science, 2005, 310, 1166-1170.
COFs
3
COF-1和COF-5的构建
COF-5
O. M. Yaghi, et al., Science, 2005, 310, 1166-1170.
4
1.2 COFs材料的分类
高比 表面
2.5 COFs的性质
热稳定 共价键连接，300-500℃ 性高
规整结构,有序孔
多孔 晶体
COFs
孔径范 从微孔到介孔 围宽
结构 多样
低密度
COF-108低至 0.17cm3g-1
共价有机框架材料的合成
共价有机框架材料的合成
共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，简称COFs）是一种新型的
有机材料，具有高度可控性、结晶性好、孔隙结构丰富等特点，因此在催化、分离、药物输送等领域具有潜在的应用前景。
本文将介绍共价有机框架材料的合成方法及其应用前景。
首先，共价有机框架材料的合成方法多样，包括以缩合反应为主的一步法、以
聚合反应为主的二步法、以后修饰为主的后修饰法等。
其中，一步法合成是目前较为常用的方法，通过在溶液中加入单体，经过缩合反应形成COFs；而二步法合成
则首先合成预聚体，再通过聚合反应形成COFs。
此外，后修饰法在合成COFs后，通过功能化反应在COFs表面引入不同的功能基团，从而赋予COFs更多的应用特性。
其次，共价有机框架材料具有丰富的应用前景。
在催化领域，COFs的孔隙结
构可提供高度可控的反应环境，有利于提高催化活性和选择性；在分离领域，COFs的高表面积和可调控的孔隙结构可实现对分子的选择吸附和分离；在药物输
送领域，COFs的孔隙结构可以用来载药，实现药物的控释和靶向输送等。
总的来说，共价有机框架材料的合成是一个复杂而富有挑战性的过程，需要在
材料的设计、合成、表征等方面进行深入研究。
但随着人们对COFs的认识不断加深，其在催化、分离、药物输送等领域的应用前景将不断拓展，为材料科学领域带来新的发展机遇。
COFs的研究既可以探索其基本属性，也可以探索其在环境、能
源等领域的应用潜力，为构建可持续发展的社会做出贡献。
共价有机框架基储能材料的设计合成及其性能研究
共价有机框架基储能材料的设计合成及其性能研究共价有机框架（Covalent Organic Frameworks，简称COFs）是一种新型的多孔材料，具有高度有序的结构和丰富的功能化修饰基团，被广泛研究和应用于气体吸附、储能、光催化等领域。
近年来，人们对COFs在储能领域的应用进行了深入的研究。
储能材料是可持续发展和新能源研究的关键。
COFs具有超高比表面积、可调控孔径、良好的化学稳定性和独特的孔道结构，因此被认为是一种潜力巨大的储能材料。
设计和合成具有高储能性能的COFs是目前研究的重点之一。
首先，在COFs的设计合成方面，研究人员注重控制COFs的晶体结构和孔道结构，以获得理想的储能性能。
通过选择合适的有机基团和金属离子构建COFs的骨架结构，可以实现COFs的可调控性和结构多样性。
例如，通过引入具有强电子亲和力的官能团，可以增加COFs吸附和存储气体（如氧气、氢气等）的能力。
通过在COFs中导入导电性较高的功能基团，可以提高其电储能性能，实现电荷的传输和储存。
其次，COFs的物理和化学性能研究也是储能领域的关键。
通过表征COFs的结构、形貌和孔道结构，可以深入了解COFs的储气和储电机制。
利用吸附实验、电化学实验和物理模拟方法，可以研究COFs的气体吸附能力、电导性质、循环稳定性和储能密度等性能指标。
这些研究有助于揭示COFs储能机制的本质，进一步改进COFs的储能性能和稳定性。
最后，COFs在储能领域的应用前景不可估量。
研究人员通过调控COFs的结构和功能基团，实现了COFs在超级电容器、锂离子电池和燃料电池等能量存储装置中的应用。
相比传统的储能材料，COFs具有更高的比能量和更快的充放电速率。
此外，COFs还可以通过调控其孔道结构和吸附性能，在气体储存和分离领域具有重要的应用潜力。
综上所述，共价有机框架作为一种新型的储能材料，其设计合成和性能研究对于实现高效储能具有重要意义。
通过精确控制COFs的结构和功能基团，可以优化其储气和储电性能。
共价有机骨架材料COFs文件.ppt
2.5 COFs的性质
热稳定 共价键连接，300-500℃ 性高
规整结构,有序孔
多孔 晶体
COFs
孔径范 从微孔到介孔 围宽
结构 多样
0.0
低密度
COF-108低至 0.17cm3g-1
结构单元多样化 13
三、 COFs的应用
3.1 气体储存
Material
Composition
pore Vp,DR/ size/Å cm3g-1
5
COFs材料的分类
1.2.2 按空间构型分类：2D COFs 和3D COFs
2D COFs的构建方法：
D. Jiang, et al., Chem. So0c..0Rev., 2012, 41, 6010-6022.
6
3D COFs的构建方法
3D COFs的特点： ①通过共价键连接扩展形成网状结构 ②具有较大的BET值（可达4000m2g-1） ③更高的热稳定性（400-500℃） ④密度小（最低至0.17cm-3g-1）
SBET/ m2g-1
H2 uptake/ CH4 uptake/ CO2 uptake/
mg g-1
mg g-1
mg g-1
COF-1
C3H2BO
9
0.3
750
14.8
40
230
COF-5
C9H4BO2
27
1.07
1670Leabharlann 35.889870
COF-102
C25H24B4O8
12 1.55
3620
72.4
A. Thomas, et al., Angew. Ch0.e0m. Int. Ed., 2008, 47, 3450-3453.
共价有机骨架材料综述
共价有机骨架材料综述共价有机骨架材料是一种新型的材料，在近年来备受关注。
它们具有有机物分子的柔性和无机物分子的稳定性，能够实现气体吸附和分离、药物递送、光电催化等多个应用领域。
下面将就共价有机骨架材料的定义和分类、制备方法和应用领域作一综述。
一、定义和分类共价有机骨架材料（Covalent Organic Frameworks，简称COF）是由有机分子通过共价键连接形成的多孔材料。
COF具有的主要特点是大孔径、高度结构有序、表面积大等。
通过精确设计和合成可以使COF具有各种化学和物理性质，从而应用于多种领域。
目前，COF通常被分为两类：互锁型和无锁型。
互锁型的COF是由两个或更多有机分子交错连接而成，通过化学键互锁起来，以形成有序的孔道。
无锁型COF则是由有机分子经过化学键连接形成的一种框架结构材料。
二、制备方法COF的制备方法往往复杂，需要精确的控制条件和化学反应，具有较高的制备难度和成本。
目前，COF的主要制备方法可分为三类：撑开法、共价嵌合法和热浸没法。
1. 撑开法撑开法是COF的最早制备方法之一。
它是将有机分子添加到反应溶液中，加入一定浓度的撑开剂，然后通过加温使反应物形成长链结构。
随后，反应溶液通过严格的操作，形成COF的结构。
2. 共价嵌合法共价嵌合法是一种比较新的COF制备方法。
通过化学键的形成，将有机分子连接在一起，形成具有框架结构的骨架。
该方法的优势是反应温度相对较低，反应时间短，操作简单。
3. 热浸没法热浸没法是制备COF的另一种方法，主要步骤是将硼酸盐添加到有机分子反应溶液中，反应在150℃下进行。
该方法可以轻松制备穿孔的框架结构，有较高的实用价值。
三、应用领域COF具有多种应用领域，例如：1. 气体吸附和分离由于COF具有大孔径、高结构有序性和高表面积等特点，能够生产出去除特定气体的材料。
例如，通过制备COF吸附气体，可以去除空气中的CO2，以减缓全球变暖。
2. 药物递送COF可以作为药物递送的载体，通过在孔道中嵌入药物，改善药物吸收和溶解度问题。
两个羧基和两个氨基反应的共价有机框架材料
两个羧基和两个氨基反应的共价有机框架材料引言共价有机框架材料（C o va le nt Or ga ni cFr a me wo rk s,CO Fs）是一类新兴的二维或三维晶态聚合物材料，由有机分子通过共价键连接而成。
C O Fs具有高比表面积、可控的孔隙结构和可调节的物理化学性质，因此在气体吸附、催化、分离等领域具有广泛的应用前景。
本文将探讨基于两个羧基和两个氨基反应形成的共价有机框架材料的研究进展和应用。
1.两个羧基和两个氨基反应的共价有机框架材料的合成方法合成两个羧基和两个氨基反应的C OF s材料可以使用多种方法，其中最常见的是碳酸二乙酯法和单体共缩聚法。
1.1碳酸二乙酯法合成碳酸二乙酯法是制备两个羧基和两个氨基反应的C OF s材料的一种常用方法。
该方法的关键步骤包括：1.将相应的芳香二酮和芳香二胺与碳酸二乙酯在有机溶剂中反应，生成C OF s的前驱体。
2.通过热处理或溶剂热处理将前驱体转化为CO Fs材料。
3.进行后续的洗涤和干燥步骤，得到目标产物。
碳酸二乙酯法具有反应条件温和、反应过程简单等优点，适用于大规模合成。
1.2单体共缩聚法合成单体共缩聚法是另一种制备两个羧基和两个氨基反应的CO Fs材料的方法。
该方法的关键步骤包括：1.合成相应的C OF s单体，其中包含两个羧基和两个氨基。
2.在适当的条件下，使CO Fs单体之间通过共缩聚反应形成二维或三维的CO Fs材料。
单体共缩聚法的优点是可以通过调节单体结构和反应条件来实现对C O Fs材料的结构和性能的精确控制。
2.两个羧基和两个氨基反应的共价有机框架材料的物理化学性质两个羧基和两个氨基反应的C OF s材料具有一系列独特的物理化学性质，包括：2.1高比表面积由于CO Fs材料具有二维或三维的孔隙结构，其比表面积可达到几百到上千平方米/克。
这使得C OF s材料在气体吸附、催化和分离等应用中具有潜在的优势。
2.2可调节的孔隙结构C O Fs材料的孔隙结构可以通过调节反应条件、单体结构以及后续的功能化处理过程进行调控。
共价有机骨架材料cofs检测金属离子
共价有机骨架材料(COFs)检测金属离子1.引言共价有机骨架材料（C O Fs）是一类由有机分子通过共价键连接形成的多孔晶体结构材料。
由于其高度可控的结构、多样的功能性以及优异的化学稳定性，C OF s在催化、分离、储能等领域展现出巨大的应用潜力。
其中，CO Fs在金属离子的检测方面具有重要的意义。
本文将介绍C OF s检测金属离子的原理、方法以及应用。
2. CO Fs检测金属离子的原理C O Fs作为一类多孔晶体结构材料，具有可调控的结构和空腔尺寸，使得其能够选择性地吸附和检测金属离子。
C O Fs的结构可以通过选择性地引入特定的功能基团来改变其吸附性能，从而实现对金属离子的高灵敏检测。
对于CO Fs来说，其内部结构通过共价键的形成而保持稳定，而非靠物理吸附力。
这也使得C OF s在吸附金属离子时具有较高的选择性和灵敏度。
通过调控CO Fs的孔径、功能基团以及表面电荷性质，可以实现对特定金属离子的高效检测。
3. CO Fs检测金属离子的方法C O Fs检测金属离子的方法主要包括光谱法、电化学法和荧光法等。
下面将分别介绍这些方法的原理和应用。
3.1光谱法光谱法是一种常用的C OF s检测金属离子的方法。
该方法通过测量C O Fs与金属离子相互作用后的吸收或发射光谱来实现金属离子的检测。
常用的光谱包括紫外-可见光谱、红外光谱和拉曼光谱等。
3.2电化学法电化学法是另一种常用的CO Fs检测金属离子的方法。
该方法利用C O Fs与金属离子之间的电荷转移过程来实现金属离子的检测。
电化学法具有灵敏度高、选择性好等优点，常用的电化学方法包括循环伏安法、差分脉冲伏安法等。
3.3荧光法荧光法是一种基于CO F s的荧光特性来检测金属离子的方法。
通过引入特定的荧光基团，使得CO Fs在特定金属离子存在下产生荧光信号，从而实现金属离子的灵敏检测。
荧光法具有高灵敏度、高选择性以及实时监测等优点。
4. CO Fs检测金属离子的应用C O Fs检测金属离子的应用涵盖了环境监测、生物传感、化学分析等广泛领域。
共价有机框架 介电材料
1111
共价有机框架（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一类由轻元素（如 C、B、N、O 等）通过共价键连接而成的晶态有机多孔材料，其具有周期性的网络结构、高的比表面积、低的密度、良好的化学稳定性和可调节的功能等特点。
COFs 的合成通常采用可逆的缩合反应，通过选择不同的构筑单元和反应条件，可以调控 COFs 的结构和性能。
目前，已经合成出了多种不同结构和功能的 COFs，如一维线性COFs、二维平面 COFs 和三维立体 COFs 等。
COFs 在气体吸附、分离、催化、传感、储能等领域具有广阔的应用前景。
例如，COFs 可以作为高效的气体吸附剂和分离材料，用于分离和提纯氢气、甲烷、二氧化碳等气体；也可以作为催化剂载体，用于催化有机反应和光催化反应；还可以作为传感器材料，用于检测气体、湿度和温度等。
介电材料是指具有高介电常数、低介电损耗和良好的绝缘性能的材料，它在电子学、光学、声学等领域有着广泛的应用。
常见的介电材料包括陶瓷、聚合物、玻璃等。
在实际应用中，介电材料常常需要与其他材料进行复合，以获得更好的综合性能。
例如，在电容器中，常常使用介电材料与金属电极复合，以提高电容器的容量和能量密度；在集成电路中，常常使用介电材料与半导体材料复合，以提高集成电路的性能和可靠性。
总之，共价有机框架和介电材料都是非常重要的材料，它们在不同的领域都有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相信它们的应用范围将会不断扩大，为人类社会的发展做出更大的贡献。
共价有机框架材料的合成与应用研究
共价有机框架材料的合成与应用研究共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，简称COFs）是一类由共价键连接的有机化合物构成的晶体结构。
它们具有高度可控性、可调性和二维或三维的孔道结构，因此在许多领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍COFs的合成方法、物理性质以及在催化、吸附等方面的应用研究。
一、COFs的合成方法COFs的合成方法多种多样，常见的包括动态共价键合成、交叉交联合成以及直接合成等。
动态共价键合成是指通过在溶液中进行反应而形成COFs结构，其中包括众多的共价键形成和断裂的过程。
而交叉交联合成是指通过两个（或更多）有机分子之间的交叉反应来形成COFs结构。
直接合成则是利用一种特定的方法直接生成COFs结构，例如通过热处理或溶剂热反应等。
二、COFs的物理性质COFs具有一系列独特的物理性质，这些性质决定了它们在许多领域的应用潜力。
首先，COFs具有高度可控性，可以通过调整合成条件来控制其结构和性质。
其次，COFs具有可调性，可以通过引入不同的功能基团或杂原子来调节其电子结构和孔道结构，从而实现不同的应用需求。
此外，COFs还具有较高的化学稳定性和热稳定性，这使得它们能够在一定的环境条件下稳定存在。
三、COFs在催化方面的应用研究由于COFs具有较大的比表面积和可调的孔道结构，使得它们在催化领域有着广泛的应用前景。
研究人员通过引入不同的功能基团和金属离子，使COFs具备催化剂的活性和选择性。
例如，将COFs表面引入金属催化剂可以实现高效的催化反应，如氧化、加氢和加氧反应等。
此外，COFs还可以作为光催化剂、电催化剂甚至是生物催化剂，为能源转化和环境污染治理等领域提供新的解决方案。
四、COFs在吸附方面的应用研究COFs具有丰富的孔道结构和可控的孔径大小，使其在气体吸附、分离和储存方面具有潜力。
研究人员利用COFs的特殊孔道结构和化学亲和力，开展了吸附剂的设计和合成。
共价有机框架材料的光电性能研究
共价有机框架材料的光电性能研究共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一类在化学学科领域十分新颖和热门的材料。
COFs是由大量的共价键结构化组合而成的材料，其特性表现为极高的孔隙度和表面积，可用于催化、吸附、分离等领域，尤其是在电子器件实现化学灵敏度方面具有巨大应用潜力。
COFs在电子器件中的应用有赖于良好的光电性能，在这方面，研究人员已经付出了大量努力和时间，以期为电子器件的研究发展提供更优越的材料选择。
在光电性能方面，COFs在以下几个方面表现得较为突出：1. 吸收与荧光光谱研究COFs的吸收与荧光光谱在研究电子器件时具有很重要的意义，因为其光谱会告诉我们COFs表现的光电性质。
对于吸收光谱，研究人员发现卟啉合成的COFs 对紫外光和可见光表现出强的吸收作用，并且在瑞士大学的研究中，科学家还发现不同的合成方法可以让COFs对不同波长的光谱产生不同的吸收反应。
而荧光光谱研究则显示了COFs的荧光性质，荧光光谱中，COFs的复发率高，其主要的发射峰位于近紫外光段。
2. 电容特性研究对于COFs的电容特性研究，科学家通过采用电化学合成的方法生产了一种由四氨基二苯基亚甲苯和苏打酸合成的COFs。
该COFs在120 Hz的频率下具有很高的电容值，由此可知，COFs是一种具有优越电容特性的材料。
3. 导电性研究COFs的导电性研究是COFs在电子器件中的关键性能之一。
研究人员通过一系列的实验发现，COFs具有半导体特性，在常规的室温下是不具有导电性的，但是在一定条件下（如高温、通过加入其他材料等方式）可以表现出导电性。
总的来说，COFs作为一种有机框架材料，在电子器件领域展现了极高的应用价值。
在光电性能方面，COFs表现突出，表现为吸收与荧光光谱研究、电容特性研究以及导电性研究等，这都为其在电子器件研究开发中提供了良好基础。
当然，未来研究还需加强，以实现COFs在电子器件中的全面应用。
COF有机配体2,4,6-三（4...
COF有机配体2,4,6-三（4...共价有机框架(COFs)是一类由轻质元素(C,O,N, B等)通过共价键连接的有机多孔晶态材料，是继金属有机框架材料( MOF)之后又一重要的三维有序材料。
COFs具有其他传统多孔材料如分子筛、多孔聚合物、金属有机框架材料(MOFs)等无法比拟的优点，诸如低密度，高比表面积，易于修饰改性和功能化等，因此目前COFs材料在气体的储存与分离、非均相催化、储能材料、光电、传感以及药物递送等领域已经有了广泛的研究并展现出优异的应用前景。
名称：2,6-二氨基蒽/2,6-AnthracenediamineCAS NO.：46710-42-3分子式：C14H12N2分子量：208.25848简称：DA溶解性：溶于DCM、DMF、DMSO等储存条件：2-8℃密封保存合成应用：可作为单体用于合成COF材料：IISERP-COF-7; DaTp; DQDATp类别：COF配体材料纯度：99%我们可以提供多种COF材料。
醛COF单体、氨基COF单体、硼酸邻二酚COF单体、炔基有机框架单体、混合COF单体、其他COF 单体、可定制COF单体。
产品列表CAS:504-08-5CAS:2050-89-7CAS:141779-46-6CAS:153035-55-3CAS:461-88-1CAS:31661-59-3CAS:3328-69-6CAS:1591-30-6CAS:144970-32-1CAS:244261-21-0CAS:25462-61-7CAS:768386-37-4CAS:6052-15-9CAS:1141727-54-9CAS:177991-01-4CAS:2092907-97-4CAS:2243590-42-1CAS:206762-48-3CAS:37882-75-0CAS:6259-19-4CAS:1203707-77-0CAS:89641-21-4CAS:36997-31-6CAS:51545-36-9CAS:14401-56-0CAS:847573-68-6CAS:6876-34-2CAS:1271-48-3CAS:93127-75-4CAS:29181-50-8CAS:49669-26-3CAS:2937-81-7温馨提醒：仅供科研，不能用于人体实验zl 02.04。
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A. Thomas, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 3450-3453.
11
2.4 其他合成方法
单层COFs的合成
W. R. Dichtel, et al., Science, 2011, 332, 228-231.
12
COF-103的BET 4210m2 /g
⑤很多开放位点
储存气体的良好“容器”
O. M. Yaghi, et al., Science, 2007, 316, 268-272.
7
3D COFs的构建
Y. Yan, et al., J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 8352-8355.
8
二、COFs合成方法
2.1 溶剂热法
50 2
50 2
[EtOH] -H P-COF 50 2
[EtNH ] -H P-COF 2 50 2
15
Carbon dioxide adsorption capacity D. Jiang, et al., J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 7079-7082.
3.2 在催化中的应用
A. 骨架杂原子配位金属引入催化位点 骨架官能团衍生化引入催化位点
设计策略
B.单体导入官能团作为催化位点
16
骨架杂原子配位金属引入催化位点
Entry
1 2 3 4
R
X Time(h) Yield(%)
I
3
96
I
2
97
Br 2.5
98
Br 3
97
W. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 19816-19822.
共价有机骨架聚合物(COFs)的 合成及应用
报 告 人：× × 时 间： × ×
1
目录
一、COFs材料介绍 二、 COFs材料合成方法 三、 COFs材料应用 四、小结和展望
2
一、COFs材料介绍
1.1 COFs的概念 共价有机骨架聚合物（Covalent organic frameworks） 简称COFs，是以轻元素C、O、N、B等以共价键连 接而构建，经热力学控制的可逆聚合形成的有序多孔 结构的晶态材料。
1.2.2 按空间构型分类：2D COFs 和3D COFs
2D COFs的构建方法：
D. Jiang, et al., Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 6010-6022.
6
3D COFs的构建方法
3D COFs的特点： ①通过共价键连接扩展形成网状结构 ②具有较大的BET值（可达4000m2g-1） ③更高的热稳定性（400-500℃） ④密度小（最低至0.17cm-3g-1）
微波条件下反应
100℃，60min
microwave tube
特点：合成时间短，反应温度相对更低
TpPa-COF
L. Wang, et al., Chem. Commun., 2015, 51, 12178-12181.
10
2.3 离子热法合成COFs
ZnCl2
400℃，40h
不同的单体
CTF（ Covalent TriazineBased Frameworks ）系 列材料
高比 表面
2.5 COFs的性质
热稳定 共价键连接，300-500℃ 性高
规整结构,有序孔
多孔 晶体
COFs
孔径范 从微孔到介孔 围宽
结构 多样
低密度
COF-108低至 0.17cm3g-1
结构单元多样化 13
三、 COFs的应用
3.1 气体储存
Material
Composition
pore Vp,DR/ size/Å cm3g-1
MOF-177
C54H30O13Zn4 11,17
--
4750
75.2
--
O. M. Yaghi, et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 8875-8883.
1490(40bar)
14
COFs孔道功能化储存二氧化碳的研究
CO2 uptake(mg g-1)
-NH
动力学控制
无序多孔材料
热力学控制
O. M. Yaghi, et al., Science, 2005, 310, 1166-1170.
COFs
3
COF-1和COF-5的构建
COF-5
O. M. Yaghi, et al., Science, 2005, 310, 1166-1170.
4
1.2 COFs材料的分类
溶剂：均三甲苯/二氧六环混合
脱气 密封
120℃，3d
Pyrex tube
特点：对COFs材料具有较好的普适性，但合成时间 较长，温度较高
O. M. Yaghi, et al., Science, 2005, 310, 1166-1170.
9
2.2 微波辅助法合成COFs
溶剂：均三甲苯/二氧六环/乙酸混合
187
1200
COF-103 C24H24B4O8Si
12
1.54
3530
70.5
175
1190
zeolites
--
--
--
1250
25.5
86
370
mesoporous silicas
--
--
-- 450-1070
--
14-65
--
MOF-5
C24H12O13Zn4 12,15
--
3800
76
120(300K) 970(40bar)来自SBET/ m2g-1
H2 uptake/ CH4 uptake/ CO2 uptake/
mg g-1
mg g-1
mg g-1
COF-1
C3H2BO
9
0.3
750
14.8
40
230
COF-5
C9H4BO2
27
1.07
1670
35.8
89
870
COF-102
C25H24B4O8
12 1.55
3620
72.4
160
2
140
-OH
120
-COOH
小结：孔道修饰策略得到了一
100
RCOO-
80
Et-
60
40
系列由直接缩合反应难以得到 的孔道多样化的COFs,并且经 过修饰的COFs表现出了明显
20
优化的CO2吸附能力。
0
H P-COF 2
[Et] -H P-COF 25 2
[MeOAc] -H P-COF [AcOH] -H P-COF
1.2.1 按形成的共价键分类
①反应可逆
A.硼氧六环
②构建单元立体构型保持
单体、寡 聚物相互 B.硼酸酯 交换 “Error checking”
C.三 嗪
刚性结构
D.亚 胺
E. 腙
W. Wang, et al., Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 548-568.
5
COFs材料的分类