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【科研新进展】(538)化学与药学院刘波副教授在晶态多孔有机框架的设计合成研究方面取得新突破

近日,化学与药学院刘波副教授在《Angewandte Chemie International Edition》上在线发表题为“Crystalline Porous Organic Frameworks Based on Multiple Dynamic Linkages”的研究论文,提出一种基于动态B-O、B←N和氢键组装的晶态多孔有机框架的新概念,为高效备和实际应用可加工和可回收再生的多孔框架材料提供重要的理论依据。刘波副教授为论文第一和通讯作者,中国科学技术大学江海龙教授和管新宇博士后为论文共同通讯作者。

晶态多孔框架具有高度有序的结构特性和永久的孔隙,已经成为精准创新物质和新材料的重要来源,在化学、化工、材料、能源、生命和环境等领域具有重要的基础研究价值和广阔的应用前景。然而,多孔框架的可加工、可回收再生及规模化备仍是当前框架化学领域需要解决的关键难题。

在分析现有晶态多孔框架结构特性的基础上,作者提出一种基于动态B-O、B←N和氢键组装的晶态多孔有机框架的新概念:硼酸基有机分子进行原位缩合,形成基于B3O3的单元,这些单元进一步通过B←N键扩展为分子复合物或链状结构,作为组装的基本砌块,这些砌块随后通过氢键进行互连,形成多孔有机框架。基于该组装策略,合成系列多孔框架,并命名为CPOFs,该类框架显示出卓越的溶液加工能力,允许它们溶解并随后重新结晶到原始结构,这一过程不受再结晶条件的影响,这可能是由于涉及相互作用的多样化键能。值得注意的是,CPOFs可以使用经济高效的单体在克级规模上合成。此外,众多的酸性位点赋予CPOFs高的氨气吸附能力,超过大多数多孔有机材料和商业材料。

该研究得到国家自然科学基金和陕西省自然科学基金的资助。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405027

编辑:王学锋

终审:徐海