浙江大學(xué)開發(fā)出“可逆縮聚-終止反應(yīng)”用于定制共價有機框架材料

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(yīng)用于催化、分離、能源、傳感等領(lǐng)域，但COF結(jié)構(gòu)尤其是微納尺度形貌的調(diào)控極具挑戰(zhàn)。

浙江大學(xué)王文俊教授和劉平偉研究員研究團隊開發(fā)了一種定制COF材料的新聚合方法——可逆縮聚-終止反應(yīng)（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(tài)可逆地“終止”/“啟動”縮聚反應(yīng)，降低了縮聚速率，實現(xiàn)了動力學(xué)控制的（不可逆）聚合過程向熱力學(xué)控制的轉(zhuǎn)變（圖1，A）。利用該方法，研究人員制備得到了結(jié)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(xué)穩(wěn)定的產(chǎn)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(chǎn)物的結(jié)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(jié)構(gòu)有序的COF薄膜，例如該研究團隊在銅盤管微反應(yīng)器內(nèi)壁生長了一層連續(xù)的COF薄膜，用于負(fù)載鈀納米粒子，制得的微反應(yīng)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(xué)檢測應(yīng)用的薄膜傳感器。通訊作者劉平偉研究員認(rèn)為RPT方法未來有望用于形貌和結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的COF材料的制備，并推廣應(yīng)用到其它類似的縮聚反應(yīng)體系。該研究報告已發(fā)表于《Matter》雜志。