JACS：咔唑-亚胺COF的合成与酸性变色、湿度调控

纳米技术

2021-11-09

德累斯顿工业大学Volodymyr Bon、Stefan Kaskel等报道合成了两种具有相同网络结构的COF，分别为DUT-175和DUT-176，这两种具有相同网状结构的COF通过4,4′-双（9H-咔唑-9-基）联苯四醛分别与苯二胺、联苯二胺合成得到。

作者通过粉末X射线衍射数据进行精修给出晶体结构，通过高分辨率的TEM验证晶体结构，发现这种材料呈现AA堆叠型层状。

本文要点：

（1）

两种COF材料的结构都表现为畸变的六方孔道和较高的孔表面积，通过气体吸附测试验证DUT-175的S_BET=1071 m² g^-1，DUT-176的S_BET=1062 m² g^-1。

这种COF材料的共轭π电子结构中含有电子浓度较高的咔唑基团，该结构基团能够随pH变化实现与亚胺基团进行可逆的质子化结合。该过程中同时伴随着电荷转移，而且在UV-Vis光谱中表现出吸收能带的偏移，因此表现pH变色响应能力。

（2）

材料的水蒸气吸附脱附曲线呈S型结构，其中在p/p₀=0.4-0.6区间内表现陡峭的吸附。而且吸附-脱附能够很好的进行循环，在进行几十次的吸附-脱附循环中保持比较好的稳定性，性能达到目前室内湿度调控材料最好的一类。

参考文献

Leisan Gilmanova, Volodymyr Bon*, Leonid Shupletsov, Darius Pohl, Marcus Rauche, Eike Brunner, and Stefan Kaskel*, Chemically Stable Carbazole-Based Imine Covalent Organic Frameworks with Acidochromic Response for Humidity Control Applications, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c07148

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07148