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浙江大學開發出“可逆縮聚-終止反應”用于定制共價有機框架材料
2019.10.08   點擊50次

共價有機框架材料(Covalent Organic Framework,COF)是一種納米多孔聚合物,可廣泛應用于催化、分離、能源、傳感等領域,但COF結構尤其是微納尺度形貌的調控極具挑戰。

浙江大學王文俊教授和劉平偉研究員研究團隊開發了一種定制COF材料的新聚合方法——可逆縮聚-終止反應(Reversible Polycondensation-Termination, RPT)。該方法通過在縮聚體系中引入兩種單官能團競爭劑,動態可逆地“終止”/“啟動”縮聚反應,降低了縮聚速率,實現了動力學控制的(不可逆)聚合過程向熱力學控制的轉變(圖1,A)。利用該方法,研究人員制備得到了結晶度大幅提高、形貌可控的COF微球、中空纖維和納米薄膜等熱力學穩定的產物(圖1,B-G)。

論文第一作者王崧博士提到:“我們已在多個COF合成體系中驗證了RPT方法可有效提高COF產物的結晶性和比表面積,因此其具有一定的普適性。”利用RPT法還可在金屬、陶瓷、聚合物等不同基底材料的表面生長宏觀尺寸大小、結構有序的COF薄膜,例如該研究團隊在銅盤管微反應器內壁生長了一層連續的COF薄膜,用于負載鈀納米粒子,制得的微反應器具有更高的催化能力;還在高反射石墨基底表面直接生長了厘米尺寸的COF薄膜,制得了可用于氣體快速光學檢測應用的薄膜傳感器。通訊作者劉平偉研究員認為RPT方法未來有望用于形貌和結構更復雜的COF材料的制備,并推廣應用到其它類似的縮聚反應體系。該研究報告已發表于《Matter》雜志。

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