共價有機框架(COFs)是一類具有結(jié)構(gòu)高度可調(diào)控性，通過共價鍵連接的有機多孔骨架結(jié)構(gòu)材料。自2005年Yaghi課題組在Science上首次報道COFs材料以來，該領(lǐng)域的研究工作取得了長足的進(jìn)步，并且展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。
最近，化學(xué)化工學(xué)院隋竹銀教授（通訊作者）與海南大學(xué)陳琦研究員（通訊作者）等人合作報道了一系列用于鋰硫電池的COFs材料。研究人員通過后功能化策略將季銨鹽基團(tuán)接枝到COFs的孔道上，合成了具有介孔結(jié)構(gòu)的陽離子COF。實驗結(jié)果表明，在負(fù)載活性材料硫后，陽離子COF有效地抑制了鋰硫電池中多硫化物的穿梭效應(yīng)，表現(xiàn)出更好的循環(huán)穩(wěn)定性（J. Colloid Interf. Sci.2021, 591, 264–272）。在另一項工作中，研究人員先通過環(huán)加成反應(yīng)在COFs中引入炔基(COF-PA)，然后通過點擊反應(yīng)進(jìn)一步引入季銨鹽基團(tuán)(COF-PA-AI)，如圖1所示。制備的COF-PA-AI仍保持高孔隙率和高結(jié)晶度。由于陽離子基團(tuán)和孔道結(jié)構(gòu)的存在，可以有效地抑制多硫化物在鋰硫電池中的穿梭效應(yīng)（Mater. Today Chem.2022,23, 100664）。此外，研究人員還對COFs材料進(jìn)行后功能化修飾，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)控，制備出用于鋰硫電池的含有硼酸（Chem. Eng. J.2022,437, 135314）、喹啉（J. Colloid Interf. Sci.2022,608, 652-661）等官能團(tuán)的功能化COFs材料。
圖1.COF-PA和COF-PA-AI的后功能化策略示意圖
上述相關(guān)研究成果發(fā)表在J. Colloid Interf. Sci.、Mater. Today Chem.和Chem. Eng. J.上，得到了國家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者青年專家計劃、山東省高等學(xué)校青創(chuàng)科技支持計劃等項目的資助。
文章鏈接：
(1)https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.02.010
(2)https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.09.150
(3)https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135314
(4)https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2021.100664
