- A+
共价有机框架(Covalent Organic Frameworks, COFs)是一类由小分子单体通过共价键连接而成的晶态有机多孔聚合物,具有结构规整、孔径均一、模块构筑多样化等特点。自2005年Yaghi课题组首次报道以来,COFs领域发展非常迅速,在气体吸附与分离、催化、传感,光电功能器件、能量存储等方面展现出广阔的应用前景。然而,当前报道的大多数COF材料是由可逆共价键构筑的,普遍存在化学稳定性较差的缺点,实际应用受到限制。因此,构筑具有强化学稳定性的COF材料是该领域研究的重点。
近年来,一类由Knoevenagel缩合反应构筑的全共轭二维sp2c-COF引起了广泛关注。它由碳碳双键连接而成,可在强酸、强碱等条件下展现出较高的化学稳定性。而且,其全共轭结构有利于提升π电子在整个骨架中的离域效应并实现高的电子传输效率,可构筑高效的异相光催化剂。但是,由于其合成极为困难,该类COF材料在光催化领域的研究报道非常少。
近日,武汉大学化学与分子科学学院汪成教授与郎贤军教授合作,以卟啉为功能基元并通过Knoevenagel缩合反应,成功合成了具有高结晶性的全共轭二维卟啉基COF(Por-sp2c-COF),进一步研究了其在光催化氧化胺生成亚胺反应中的应用。

研究表明,Por-sp2c-COF具有AA堆积结构,比表面积为689 m2 g–1,在强酸(9 M HCl)和强碱(9 M NaOH)等环境下都能保持结构完整。在光催化氧化伯胺生成亚胺的反应中,Por-sp2c-COF表现出高的光催化活性(高于大多数已报道的异相有机光催化剂),而另一种通过亚胺键连接的二维卟啉COF材料却发生了降解,充分展示了由sp2碳连接构筑的COF的稳定性优势。将反应底物更换为仲胺之后,在光照作用下,亚胺键连接的二维卟啉COF材料仍能稳定存在,但是Por-sp2c-COF展现出更高的光催化活性,表明共轭结构对电子传输起促进作用。
相关结果发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章第一作者是武汉大学博士研究生陈如凡。

目前评论: