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共价有机框架(COFs)/纳米纤维材料的最新研究进展
2022/4/28 15:32:56 易丝帮

导语


共价有机框架(COFs)是新兴的晶态多孔材料,由轻质的有机分子基元通过共价键连接而形成二维或三维的网络结构,因而具有优异结构可裁剪性和功能可调性,以及低骨架密度、高孔隙率、开放的孔道结构等优点,在气体储存、吸附分离、光电转化、多相催化等领域中具有广泛的应用前景。

本文梳理了近期发表的COFs/纳米纤维材料的最新研究进展,供大家了解学习。


1. 南开大学陈朗星ACS Appl. Nano Mater.:共价有机框架涂层聚丙烯腈纳米纤维用于油水分离

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➣本研究通过将共价有机框架(COFs)与静电纺纳米纤维相结合制备复合膜,用于油水分离。


➣在室温条件下,在聚丙烯腈(PAN)纳米纤维上制备了两种席夫碱COFs[2,4,6-三甲酰基间苯三酚- 4,4 ' -二氨基联苯(Tp-BD)和3,5-三(4-氨基苯基)苯对苯二醛(TAPB-TPA)]。


➣在粗糙结构的基础上,将月桂基连接到COF纳米纤维上,获得了优良的疏水性COF纳米纤维,同时保持了其亲油性。


➣不同油水浓度样品的分离效率均大于95%,另外,材料还具有良好的回收性能。

DOI: 10.1021/acsanm.1c04521


2. 浙江大学张辉教授ACS Appl. Mater. Interfaces:共价有机框架纳米纤维膜作为创面敷料的智能平台


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➣共价有机框架作为药物载体在生物医学领域的应用越来越受到人们的关注。然而,共价有机框架在伤口愈合方面的应用前景却鲜有报道。


➣本研究通过缩合反应和席夫碱反应制备负载姜黄素的 COF (CUR@COF),进一步掺入聚己内酯纳米纤维膜。


➣CUR@COF/PCL NFMs 可以通过降低炎症因子 (TNF-α) 的表达和增强血管生成 (VEGF) 的表达来加速伤口愈合和皮肤再生。


➣因此,本研究通过将基于共价有机骨架的药物包封纳米复合材料用于伤口敷料应用提供了一种新策略。

DOI: 10.1021/acsami.1c19754


3. J. Hazard. Mater.:聚丙烯腈/离子共价有机框架杂化纳米纤维有效去除水中的铬(VI)


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➣本研究将胍基离子共价有机框架(BT-DG)引入聚丙烯腈(PAN)纳米纤维中,该方法增强了其对废水中Cr(VI)氧阴离子去除效果。


➣采用简单的静电纺丝技术制备PAN纳米纤维,通过苯-1,3,5-三碳醛与N,N'-二氨基胍盐酸盐缩合合成了BT-DG。


➣BT-DG 在 PAN 纳米纤维上的原位聚合产生了混合 PAN-BT-DG 纳米纤维。


➣Cr(VI)的去除率在55℃时最高,pH为3时Langmuir吸附量为173 mg/g。使用 1 M NaOH 作为反萃取溶剂对 PAN-BT-DG 进行解吸研究,PAN-BT-DG 在连续五个循环后表现出优异的再生性能。

DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.128167


4. 福州大学刘明华等人J. Hazard. Mater.:共价有机框架改性PAN电纺纤维膜高效提取痕量有机氯农药


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➣本研究通过在聚丙烯腈电纺纳米纤维膜上原位生长共价有机框架(COFs),在室温下合成了一种新型功能性电纺纳米纤维膜(PAN@COFs),用于固相微萃取(SPME)以富集水中的痕量有机氯农药 (OCP)。


➣PAN@COFs复合材料由大量纳米纤维包覆的多孔COFs球(~ 500 nm)组成,具有稳定的晶体结构、丰富的官能团和良好的稳定性。


➣PAN@COFs对微量OCPs(低至10 ng L−1)的吸附效果较好,富集量为482 ~ 2686倍。


➣PAN@COFs显示了良好的可重用性,可重复使用100次。

DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127455


5. 汪国秀教授/江雷院士JACS:仿生浆膜结构复合膜用于收集海水渗透能发电


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➣澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授&中国科学院理化技术研究所江雷院士等人通过二维磺化共价有机框架 (COF) 和阴离子接枝芳纶纳米纤维 (SANF) 的耦合仿生物浆膜结构的纳米复合膜。


➣二维COF纳米片不仅能提供丰富的1D/2D纳米流体通道,还能通过共价连接的阴离子实现高阳离子渗透选择性。


➣接枝的SANF增加了膜的机械强度并进一步改善了离子的扩散/整流。该仿生膜作为渗透发电机可提供高达9.6 W m-2的功率密度,远远超过了5.0 W m-2的商业标准。


➣这种“仿生”设计为开发高性能的基于选择性渗透膜的渗透发电机的带来了巨大前景,为探索可再生清洁能源开辟了新途径。DOI: 10.1021/jacs.1c07392


6. 德国拜罗伊特大学Seema Agarwal 教授AFM:柔性、机械稳定、多孔自立的共价有机框架超纤维网络膜


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➣本文首次报道了通过新引入的模板辅助框架工艺制备的具有纤维形态的COF 膜。


➣该方法利用静电纺丝多孔聚合物膜作为大尺寸牺牲模板制备自支撑COF膜。


➣多孔COF纤维膜除具有较高的结晶度外,还具有较大的比表面积(1153 m2 g−1)、良好的机械稳定性、优异的热稳定性和柔韧性。


➣本研究为制备大尺寸COF膜及其衍生物提供了一种简便易行的方法,在分离、催化和能源等领域具有广阔的应用前景。


DOI: 10.1002/adfm.202106507


7. 瑞典乌普萨拉大学许超Cabon:基于氧化还原活性共价有机框架的导电纳米纤维用于柔性储能


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➣通过界面合成方法,在羧基碳纳米管(c-CNTs)表面生长少量层二维氧化还原活性COFs (DAAQ-TFP COF),以制备核-壳c-CNT@COF纳米纤维,该方法可以很好地控制COF纳米层的厚度和形貌。


➣当使用 c-CNT@COFs 作为电极材料时,具有高电导率的定制纳米结构可实现有效的电子转移,而 COF 的少层结构可促进电解质离子在近地表区域的快速扩散,从而产生高效的利用 COF 中的氧化还原活性位点。


➣具有纳米纤维结构的 c-CNT@COFs 表现出良好的可加工性,并且可以在毛藻纤维素的协助下组装成自支撑柔性纳米纸。

DOI: 10.1016/j.carbon.2020.09.003


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