方千榮課題組《Nat. Chem.》：超高化學(xué)穩(wěn)定聚芳醚類共價(jià)有機(jī)骨架材料
共價(jià)有機(jī)骨架材料（COFs）是一類通過可逆共價(jià)鍵連接形成的結(jié)晶多孔材料。在過去的十余年中，COFs在氣體吸附與分離、催化、電化學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛的研究。然而，由于COFs中存在大量的可逆鍵，其化學(xué)穩(wěn)定性限制了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。因此，研究出能夠耐受各種苛刻條件的COFs成為了人們不懈追求的目標(biāo)。
近期，無機(jī)合成與制備化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方千榮課題組在《Nature Chemistry》上發(fā)表了題為“化學(xué)穩(wěn)定的聚芳醚類共價(jià)有機(jī)骨架材料”（Chemically stable polyarylether-based covalent organic frameworks）的研究論文。
該工作采用鄰二酚類單體和鄰二氟苯類單體在堿性條件下通過溶劑熱的方法合成了兩種通過芳香醚鍵連接的新型共價(jià)有機(jī)骨架材料（PAE-COFs）并分別命名為JUC-505和JUC-506。
PAE-COFs具有高的結(jié)晶度和豐富的孔道結(jié)構(gòu)，同時(shí)其能夠在包括沸水、強(qiáng)酸（12 M 鹽酸，18 M 硫酸，40% 氫氟酸）、強(qiáng)堿（14 M 氫氧化鈉，5 M 甲醇鈉/甲醇溶液）、強(qiáng)氧化劑（鉻酸溶液）、強(qiáng)還原劑（2.4 M 氫化鋁鋰/四氫呋喃溶液）等苛刻的條件下保持穩(wěn)定，其穩(wěn)定性超過了目前所有已知的結(jié)晶多孔材料（包括金屬-有機(jī)骨架材料 (MOFs)、分子篩和其他COFs）。
基于JUC-505的高化學(xué)穩(wěn)定性，方老師課題組對(duì)其進(jìn)行了后修飾。通過將JUC-505分別在20%氫氧化鈉（水/乙醇=1/1）和2.4 M氫化鋁鋰（四氫呋喃）中回流,得到了羧基功能化的JUC-505-COOH和氨基功能化的JUC-505-NH2。將JUC-505及其兩種衍生物用于污水中抗生素的吸附，發(fā)現(xiàn)其對(duì)四環(huán)素、土霉素和金霉素在廣泛的pH范圍（pH = 1~13）內(nèi)具有高的吸附，且經(jīng)過5次吸附-脫附循環(huán)后吸附量沒有明顯的降低。這意味著這些穩(wěn)定的COF將是制備可在極端化學(xué)環(huán)境下使用的功能材料的理想平臺(tái)。
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