COFs简介

共价有机骨架材料(COFs)也被称为“有机沸石”,是一种具有有序晶型结构和均一孔道的有机多孔材料,与传统的无机多孔材料相比,COFs材料的显著优势在于结构明确可解析、高比表面积、孔道尺寸可调、易于修饰官能团等。自2005年美国科学院院士Yaghi教授报道了COFs材料以后, 获得了突飞猛进的发展,材料拓扑结构从二维拓展到三维,孔径从微孔到介孔,越来越多的COFs材料被报道。在吸附分离、生物医药、催化、光电、环境、能源等诸多领域显示了巨大的应用前景。

在分子水平上:组成COFs的有机分子是通过较强共价键(如C-N,C=C,C=N等)连接而成的,这就使得COFs材料既不容易被化学试剂进攻,也不容易被高温降解,因而拥有高化学稳定性和热稳定性

在拓扑结构上COFs材料可以分为二维COFs和三维COFs两大类。无论是二维还是三维COFs,它们的结构都是规整有序的,这就是COFs材料重要的性质之一:结晶性,这种优异的结晶性使得COFs材料拥有规则有序的结构、均一尺寸的孔道,使其成为超越传统无定型(碳材料、聚合物)材料的一种晶态均孔材料


结构多样性COFs合成单体多为有机小分子,来源广泛而且种类繁多,因此COFs的结构多样性和可设计性非常高,有利于针对不同的应用目标设计和合成COFs,这也在一定程度上赋予了COFs材料无限的研究与应用可能性。


以下为COFs材料与传统吸附材料性能对比





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