共价有机骨架材料COFPPT精选文档
共价有机骨架材料COFs汇总.
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
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。
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.
共价有机骨架材料制备方法
共价有机骨架材料制备方法摘要：一、引言二、共价有机骨架材料的简介1.定义与特点2.分类与应用三、共价有机骨架材料的制备方法1.聚合方法1) 溶液聚合2) 悬浮聚合3) 气相聚合2.组装方法1) 自组装2) 模板组装3) 纳米组装四、制备过程中的影响因素1.单体选择2.催化剂3.反应条件五、制备技术的进展与挑战1.高效制备方法的发展2.规模化生产与应用3.环保与可持续发展六、未来展望正文：共价有机骨架材料制备方法一、引言随着科学技术的不断发展，共价有机骨架材料（COFs）因其独特的物理和化学性能，在诸多领域展现出广泛的应用前景。
作为一种多孔材料，COFs具有高比表面积、可调孔径、低密度等特点，使其在催化、能源、传感、分离等领域具有极高的研究价值和应用潜力。
本文将对COFs的制备方法进行综述，探讨影响制备过程的各种因素，并对未来发展趋势进行分析。
二、共价有机骨架材料的简介1.定义与特点共价有机骨架材料是指由共价键连接的有机分子构成的一种多孔材料。
其特点是高比表面积、可调孔径、低密度、可逆孔隙度等。
2.分类与应用根据结构特点，COFs可分为二维和三维结构。
二维COFs具有良好的层状结构，适用于能源存储、传质等领域；三维COFs具有立体网络结构，适用于催化、传感等领域。
三、共价有机骨架材料的制备方法1.聚合方法（1）溶液聚合：通过溶液聚合得到的COFs具有良好的溶解性和加工性能，适用于制备薄膜、涂层等。
（2）悬浮聚合：悬浮聚合得到的COFs粒子尺寸分布均匀，具有良好的孔隙结构，适用于制备多孔材料。
（3）气相聚合：气相聚合制备的COFs具有较高的比表面积和孔容，适用于制备高效催化剂、吸附剂等。
2.组装方法（1）自组装：利用分子自发组装形成的有序结构，实现COFs的制备。
（2）模板组装：通过模板引导，实现特定形貌和结构的COFs制备。
（3）纳米组装：利用纳米材料作为模板，制备具有纳米级结构的COFs。
四、制备过程中的影响因素1.单体选择：单体的结构和性质直接影响COFs的性能，因此选择合适的单体至关重要。
共价有机骨架材料COFs
光电材料：具有优异的光电性能，可用于制备太阳能电池、发光二极管等
药物输送：良好的生物相容性和可调的孔径，可用于药物输送和基因治疗 等领域
03
共价有机骨架材料 COFs的特性
COFs材料的结构特性
共价有机骨架结构 高度有序的孔道结构 可调的孔径和孔道环境 良好的化学稳定性和热稳定性
高度可定制性：通过选择不同的有 机前驱体和合成方法，可以制备出 具有特定结构和性质的COFs材料。
良好的气体吸附性能：COFs材料 具有高比表面积和可调的孔径，使 其成为气体吸附和分离的理想材料。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
良好的稳定性：COFs材料通常具 有较好的热稳定性和化学稳定性， 能够在高温和腐蚀性环境下保持性 能。
共价有机骨架材料 COFs
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
目录 /目录
01
点击此处添加 目录标题
04
共价有机骨架 材料COFs的 制备方法
02
共价有机骨架 材料COFs的 概述
05
共价有机骨架 材料COFs的 应用研究
03
共价有机骨架 材料COFs的 特性
的制备，如光子晶体传感器等。
光学器件：COFs材料具有优异的光学 性能，可应用于光学器件的制备，如光
波导和光调制器等。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
发光器件：COFs材料具有优异的光电 性能，可应用于发光器件的制备，如有
机电致发光器件（OLEDs）等。
太阳能电池：COFs材料可以用于太阳 能电池的制备，如染料敏化太阳能电池 和钙钛矿太阳能电池等，提高光电转换
材料化学中的共价有机骨架材料研究
材料化学中的共价有机骨架材料研究在材料化学研究领域，共价有机骨架材料已经成为了研究热点。
共价有机骨架材料是一种由碳、氮、氧等元素构成的高度有序、可控性强的结晶态材料，具有优异的物理、化学性质以及独特的结构。
这种材料的出现为材料学家的研究提供了新思路，也为许多领域的应用提供了新途径。
共价有机骨架材料，简称COF（Covalent organic framework），除了普通有机材料的构建方式，COF材料的建构方式还包含了成键、非成键等方法。
其建构方法包括以下几种：1. 反应/缩合法这是最早也是最主流的COF制备方法。
COF材料的制备原理是构建两个有机物质的化学键，使其生成网络状的共价有机骨架材料。
这种材料的制备方法相对容易，但是需要高度纯净的单体，并且反应过程通常要在高温下进行，这对于应用范围的拓宽是一定的限制。
2. 金属有机框架法金属有机框架（MOF）是由金属离子和有机小分子构成的多孔材料。
MOF的制备方法就是使用有机小分子来配位金属离子，然后通过氧化、热解等方法去除有机分子，使得金属离子构成的骨架结构得以形成孔隙结构。
而COF中加入金属元素，则是通过在COF分子骨架的分子中嵌入金属元素，由此也实现了多孔结构的构建。
3. 非成键材料组装非成键材料组装是一种完全不依赖于成键的材料组装方式。
其原理是利用静电和范德华力等作用力，用基底材料按照要求的排列构建为COF。
这种方法的优点在于制备过程不需要高温，而且可以在大气压下进行，材料的制备相对简单。
但是在组装过程中，不可避免会有许多无序、缺陷等状况出现，因此得到的材料可能没有完全的有序性。
COF的优点在于其结构可以经过设计、调整和改变，从而得到一些特殊性质的材料。
例如，COF可以用来实现分离和催化反应、功能化学应用等。
这种特殊性质的得到也依赖于材料结构的设计。
COF可以经过改变其单元的大小、桥接基团的结构、连接杆的长度等方法，来达到特殊性质的表现。
同时，COF也具有很高的稳定性。
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。
共价有机骨架材料COFppt精选文档课件
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
50 2
50 2
[EtOH] -H P-COF 50 2
--
--
-- 450-1070
--
14-65
--
MOF-5
C24H12O13Zn4 12,15
--
3800
76
120(300K) 970(40bar)
MOF-177
C54H30O13Zn4 11,17
--
4750
75.2
--
O. M. Yaghi, et al., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 8875-8883.
2.4 其他合成方法
单层COFs的合成
W. R. Dichtel, et al., Science, 2011, 332, 228-231.
11
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
COF-103的BET 4210m2 /g
① 硼基COFs有高的结晶度和规整的孔道结构，但是对水和质 子性溶剂不稳定；基于亚胺、腙、三嗪等的COFs稳定有所 提升，但是一般具有较差的结晶度以及有限的孔道。
展望：
• 合成：开发高效合成方法，缩短反应时间，增加合成量 • 结构：开发更多新型的COFs材料，得到集高稳定性、高
共价有机框架材料的合成与应用
共价有机框架材料的合成与应用共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks，简称COFs）是一类由有机分子通过共价键连接而成的多孔晶态材料。
与传统的无机晶体材料相比，COFs具有更高的表面积、更多的孔隙结构以及更丰富的功能化官能团，因此在催化、气体吸附与分离、能源存储等领域具有广阔的应用前景。
COFs的合成方法多样，常见的有静态合成、动态合成和模板合成等。
静态合成是通过化学反应将有机分子连接成COFs结构，这种方法适用于大部分COFs的合成。
动态合成则是在动态条件下，如高温或高压下，使有机分子发生聚合反应形成COFs。
模板合成则是利用模板分子的存在来指导COFs的合成，通过模板分子的移除，得到COFs结构。
这些合成方法各有优劣，可以根据具体需求选择合适的方法。
COFs的应用领域广泛，其中催化是最为重要的应用之一。
由于COFs具有高表面积和丰富的官能团，可以作为催化剂的载体，提供更多的活性位点和更好的反应环境。
例如，将COFs与金属离子或有机分子配位，可以构建高效的催化剂，用于有机合成反应。
此外，COFs还可以用于光催化、电催化等领域，提高催化反应的效率和选择性。
除了催化，COFs还在气体吸附与分离领域有广泛的应用。
COFs具有可调控的孔隙结构和表面官能团，可以选择性地吸附和分离不同大小和性质的气体分子。
例如，将COFs修饰成亲水性表面，可以高效地吸附水分子，用于湿度调节和水分分离。
此外，COFs还可以用于气体分离和储存，如二氧化碳捕获和氢气储存等。
能源存储也是COFs的研究热点之一。
由于COFs具有高比表面积和可调控的孔隙结构，可以作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等能源存储设备。
COFs的孔隙结构可以提供更多的储能空间，而丰富的官能团可以提供更多的反应位点，改善电池的循环性能和储能能力。
此外，COFs还在传感、药物传递、光电器件等领域有着广泛的应用前景。
通过调控COFs的结构和官能团，可以实现对特定物质的检测和传递。
具有结构增强光热效应的阳离子自由基型共价有机框架(cof)材料
具有结构增强光热效应的阳离子自由基型共价有机框架(cof)材料1. 引言1.1 概述随着能源需求的增加和环境污染的日益严重，开发高效、可持续的能源转化和储存技术成为当今科学研究领域的热点之一。
光热材料作为一种引人注目的能量转化材料，具有广泛的应用潜力。
传统的光热材料往往在光吸收和转换效率方面存在限制，因此需要进一步提高其性能以满足实际应用需求。
本文将介绍一种新型具有结构增强光热效应的阳离子自由基型共价有机框架（COF）材料。
利用COF材料在结构上进行设计和合成，可以有效调控其光热性能，实现高效的光吸收和转换过程。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行讨论。
除了引言外，还包括具有结构增强光热效应的阳离子自由基型COF材料的理论基础、结构设计与合成方法以及光热性能调控方法。
然后，对实验结果与分析进行详细阐述，并解析COF材料在结构增强光热效应方面的机理。
接着，我们将探讨共价有机框架在光热领域的应用现状，并阐述结构增强光热效应材料的潜力及其发展方向和挑战分析。
最后，通过总结主要发现，提出对未来研究的建议和展望。
1.3 目的本文旨在介绍具有结构增强光热效应的阳离子自由基型COF材料，并深入探讨其合成方法、调控手段以及光热性能等关键问题。
通过实验结果与分析，解析其光吸收和转换机理，为开发高性能光热材料提供新思路和理论方式。
此外，还将对共价有机框架在光热领域的应用现状进行概述，并探讨结构增强光热效应材料在能源转化等领域的潜力和前景。
本文将为读者提供一个全面了解具有结构增强光热效应COF材料的参考，并为相关领域的科学家和工程师提供指导和启示。
以上就是“1. 引言”部分的详细清晰撰写内容。
2. 具有结构增强光热效应的阳离子自由基型共价有机框架材料2.1 理论基础阳离子自由基型共价有机框架(cof)材料是一类具有结构稳定性和可调控性的新型材料。
其特点在于拥有大量的阳离子自由基团，可以通过与其他分子发生氧化还原反应来实现光热转换。
共价有机框架 概念
共价有机框架概念
共价有机框架（COFs）就像是超级高级的分子积木游戏。
想象一下，你手上有好多特别设计的小塑料块，但这次不是普通拼接，而是用一种超级强力胶（共价键）把它们牢牢粘在一起，建出一个个超级规整、满是小洞洞的立体网格。
这些小洞洞特别有用，能抓住并存放各种微小的东西，比如气体分子或液体里的小玩意儿。
COFs的绝妙之处在于，你可以像设计城市模型那样，定制这些分子网格，想要啥样的结构、啥样的功能，都能想办法造出来。
而且，因为它们粘得特别牢，即使环境变来变去，这个网格也依然坚挺，不会轻易散架。
在现实世界里，这样的分子网格大有用武之地。
比如，它们可以当催化剂，让化学反应跑得飞快；还能变成高效的能源仓库，储存氢气这类清洁能源；或者变成超级筛子，从乱七八糟的东西里精准挑出我们需要的；甚至还能做成超级敏感的鼻子，嗅出环境中的一丁点特定物质。
当然了，这么厉害的积木游戏玩起来也不容易，制造这些COFs需要很精细的操作，还得解决如何大量生产的问题。
但不管怎样，共价有机框架绝对是科学界的一个闪亮新星，未来潜力无限！。
新型共价有机框架材料
新型共价有机框架材料新型共价有机框架材料，这听起来是不是有点儿像外星科技的产物？但它离我们并不遥远。
你想想，有一种材料，轻得像羽毛，硬得像钢铁，透气得像过滤网，甚至能吸附一些神奇的分子。
这就是新型共价有机框架（COF）材料的魅力所在，怎么说呢？简直是科学界的“多面手”，能做的事多得让人眼花缭乱。
你知道吗？这些材料的结构其实很神奇。
它们就像是一座座小小的城市，里面有很多“交错的街道”和“高楼大厦”，而这些“建筑”都是由碳、氢、氮等元素通过共价键紧密连接起来的。
虽然说它们的结构听起来很复杂，但其实它们的本质就像是拼图，拼好后，居然能做出无数种功能。
像什么储存能量、过滤有害物质、甚至帮助清洁空气——完全就是现代科技的“超级英雄”。
这些材料不仅仅是功能强大，它们的“外表”也不容小觑。
外形上，COF材料的表面往往具有大面积的孔洞，看上去像一块块网格，非常像是我们日常用的蜂窝纸板，但要是仔细看，你就会发现这些孔的排列简直精确到让人头皮发麻。
这样一来，它们就能吸附各种分子，比如水分、二氧化碳，甚至某些特定的气体和污染物。
就像是给自己装上了一双“捕虫网”，一网打尽那些我们眼睛看不见的小东西。
好啦，听起来这么神奇，这些材料到底有什么用呢？你可能会问：“难道它真能改变世界？”嗯，虽然它不会像超人一样飞来飞去，但它能在很多领域里做出贡献。
比如说环境保护，想象一下，如果我们能够利用COF材料来吸附空气中的有害物质，过滤掉二氧化碳，那是不是就能帮忙减缓气候变化？再比如，想要高效存储能源，COF也能派上用场。
它们的孔隙结构大大提高了能量存储的效率，能帮我们更好地利用太阳能或风能储存电能。
看吧，这些材料简直是“神器”，一个材料就能解决这么多大问题，真是让人不得不佩服。
不过，COF材料的世界也不是完美无缺的。
你要是太过依赖它们，可能会发现有点“过于理想化”。
毕竟，要想把这些材料大规模生产并且应用到实际生活中，还有不少技术难题需要解决。
covalent organic framework
covalent organic framework
共价有机框架（covalentorganicframework，COF）是一种新型的有机材料，它结合了无机材料和有机材料的优点，具有高度可控性、可调性和可预测性。
COF的基本结构是由共价键连接的有机分子构成的二维或三维网络，这种结构在化学和材料科学领域中具有广泛的应用前景。
COF的制备方法主要有两种：一种是通过有机分子的自组装来形成框架结构，另一种是通过化学反应将有机分子连接成框架结构。
这些方法可以控制COF的形态、大小、孔径大小和化学反应性质，从而实现针对特定应用的设计。
COF具有大量的孔道结构，这些结构可以用来吸附气体、储存分子、催化反应和电子传导等。
与传统的多孔材料相比，COF的孔径和形状可以根据应用的需要进行调整，从而实现更高效的分子筛选和分离。
此外，COF还具有高度的表面积和化学稳定性，这些特性使其成为一种理想的催化剂和传感器材料。
近年来，COF已成为材料科学领域的研究热点。
研究人员通过改变COF的结构和组分，实现了COF在能源、环境、生命科学和信息技术等领域的广泛应用。
例如，COF在光催化水分解、二氧化碳还原、氧气还原反应、药物输送和分子识别等方面显示出极大的应用前景。
总之，COF是一种新兴的材料，具有多种优异的性质和广泛的应用前景。
随着研究的深入和技术的发展，COF将成为未来材料领域的重要组成部分，为我们的生活和产业带来更多的创新和发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
15
D. Jiang, et al., J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 7079-7082.
3.2 在催化中的应用
共价有机骨架聚合物(COFs)的 合成及应用
报 告 人：× × 时 间： × ×
1பைடு நூலகம்
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。
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
1.2.2 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）
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.
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
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
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
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
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
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
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