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热电金属有机框架和共价有机框架材料的研究进展

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中国粉体技术 2025年第1期31卷 61-73页

作者：徐骉张皖佳周子航陆晓庆李娇潘桂龙娄悦南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

【目的】总结MOFs、COFs在热电应用方面的研究成果,探讨MOFs、COFs改性和热电性能优化方法,有助于金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)、共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)及其复合材料的热电性能的研究。【研... 详细信息

【目的】总结MOFs、COFs在热电应用方面的研究成果,探讨MOFs、COFs改性和热电性能优化方法,有助于金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)、共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)及其复合材料的热电性能的研究。【研究现状】优化材料热电性能的主要方法,一是通过调控金属离子和配体官能团的类型、引入具有氧化还原活性或本质导电性的客体分子,优化MOFs材料的塞贝克系数和电导率,并通过增加散射中心来减小热导率;二是通过调整共价键和连接分子创建不同的电子特性以及化学掺杂,形成电荷转移复合材料,从而改善COFs的导电性能。【结论与展望】优化决定材料热电性能的热电优值的基本方法是在塞贝克系数、电导率和热导率3个参数之间进行权衡,增大塞贝克系数通常能够提升热电优值,但可能会导致电导率减小,而增大电导率则可能使得塞贝克系数减小或热导率增大。提出未来的研究须针对MOFs电子与声子输运机制进行计算与分析,为金属离子和有机连接体的合理选择提供依据;且将理论研究与实验设计相结合,通过精确的分子设计制备周期性长、缺陷少、取向好的COFs,促进质量输运和电荷转移,从而不断提高COFs的热电性能;研发应基于MOFs和COFs的柔性热电器件并实现在热电领域广泛应用。

关键词：热电性能金属有机框架材料共价有机框架材料材料设计

新型共价有机框架材料：高效捕获空气中二氧化碳

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石油炼制与化工 2025年第02期56卷 72页

作者：燕春晖不详

直接空气捕获(DAC)技术因其能够从大气中移除二氧化碳而受到广泛关注。然而，现有DAC技术存在的能耗高、成本高昂等问题，限制了其广泛应用。近日，加州大学伯克利分校的Omar Yaghi教授及其团队开发了一种新型共价有机框架(COF)材料——... 详细信息

直接空气捕获(DAC)技术因其能够从大气中移除二氧化碳而受到广泛关注。然而，现有DAC技术存在的能耗高、成本高昂等问题，限制了其广泛应用。近日，加州大学伯克利分校的Omar Yaghi教授及其团队开发了一种新型共价有机框架(COF)材料——COF-999,该材料在二氧化碳捕获方面展现出卓越的性能，有望为解决上述问题提供新的思路。

关键词：加州大学伯克利分校团队开发共价有机框架材料二氧化碳 COF 捕获

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共价有机框架材料在光催化领域中的应用

高等学校化学学报 2020年第9期41卷 1917-1932页

作者：李丽李鹏飞王博北京理工大学化学与化工学院原子分子簇科学教育部重点实验室光电转换材料北京市重点实验室北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081

共价有机框架(COFs)材料是有机构筑基元通过共价键连接而形成的晶态有机多孔材料.COFs具有孔道结构规整、及比表面积高等特点,被广泛地应用于气体储存与分离、催化、传感、储能及光电转化等领域.将具有可调吸光能力的有机构筑基元引入到... 详细信息

共价有机框架(COFs)材料是有机构筑基元通过共价键连接而形成的晶态有机多孔材料.COFs具有孔道结构规整、及比表面积高等特点,被广泛地应用于气体储存与分离、催化、传感、储能及光电转化等领域.将具有可调吸光能力的有机构筑基元引入到COFs中,可使其展现出强大的光催化潜力.近年来,COFs在光催化领域中发展迅猛.本文总结了COFs在光催化产氢、光催化二氧化碳还原、光催化有机反应以及光催化污染物降解等方面的研究进展,并展望了其在光催化领域的应用前景.

关键词：共价有机框架材料光催化光解水产氢二氧化碳还原有机反应污染物降解

共价有机框架材料的发展与应用:气体存储、催化与化学传感

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化学进展 2018年第6期30卷 753-764页

作者：王婷薛瑞魏玉丽王明玥郭昊杨武西北师范大学化学化工学院甘肃省生物电化学与环境分析重点实验室教育部生态环境相关高分子材料重点实验室兰州730070 兰州城市学院化学化工学院兰州730070

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是由有机结构单元通过共价键连接的具有周期性结构的多孔化合物。作为一类新型的结晶性有机多孔材料,由于其密度低、比表面积大、孔隙率高、结晶度好、稳定性高及结构单元可设计等... 详细信息

共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是由有机结构单元通过共价键连接的具有周期性结构的多孔化合物。作为一类新型的结晶性有机多孔材料,由于其密度低、比表面积大、孔隙率高、结晶度好、稳定性高及结构单元可设计等特点受到科学界的广泛关注,在气体吸附与分离、光电、催化、药物传递、储能及化学传感与色谱分离等领域表现出良好的应用前景。本文对COFs材料的发展与应用研究进展进行了简要的综述,对COFs应用中尚待解决的问题进行了总结并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：共价有机框架材料多孔聚合物气体吸附与存储催化荧光传感

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共价有机框架材料的设计与制备

科学通报 2018年第22期63卷 2229-2245页

作者：王珊冯霄王博北京理工大学化学与化工学院原子分子簇科学教育部重点实验室光电转换材料北京市重点实验室北京100081

共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)是有机构筑基元通过共价键连接而成的晶态多孔高分子材料,因其高比表面积、低密度、高度有序的周期性结构和易于功能化等特点,在气体吸附和存储、光电器件、催化、储能和传感等领域... 详细信息

共价有机框架材料(covalent organic frameworks,COFs)是有机构筑基元通过共价键连接而成的晶态多孔高分子材料,因其高比表面积、低密度、高度有序的周期性结构和易于功能化等特点,在气体吸附和存储、光电器件、催化、储能和传感等领域都展现出了广阔的应用前景.COFs的出现和发展使得人们在一定程度上实现了对二维聚合物和三维聚合物的二级结构和三级结构的精准调控.本文从结构设计和功能设计两方面出发介绍COFs的基本设计理念,总结了COFs粉体、单分子层COFs和COFs膜3种形态COFs材料制备合成方法,最后对COFs材料未来发展方向进行了展望.

关键词：共价有机框架材料结晶多孔聚合物设计制备

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共价有机框架材料催化研究进展

化学学报 2020年第4期78卷 311-325页

作者：刘建国张明月王楠王晨光马隆龙中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院洁净能源创新院大连116023 天津大学环境科学与工程学院天津300350

共价有机框架材料(COFs)是一类具有高比表面积、高孔隙率、高结晶度的结构多样性多孔材料.由于COFs具有可设计性、易功能化的特点,可通过"自上而下"或者后修饰策略将具有催化活性的官能团或金属颗粒嵌入到材料骨架当中,从而设计出高效... 详细信息

共价有机框架材料(COFs)是一类具有高比表面积、高孔隙率、高结晶度的结构多样性多孔材料.由于COFs具有可设计性、易功能化的特点,可通过"自上而下"或者后修饰策略将具有催化活性的官能团或金属颗粒嵌入到材料骨架当中,从而设计出高效催化剂. COFs已逐渐在多相催化及其它催化领域展现出非常大的应用价值.本文综述了COFs作为催化剂载体在多种催化反应中的合成策略与应用,对COFs催化剂的现状进行了总结与展望,同时指出该领域面临的问题与挑战.

关键词：共价有机框架材料多孔材料 COF载体催化剂多相催化

共价有机框架材料的合成及其对孔雀石绿的吸附研究

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环境保护科学 2025年第1期51卷 168-174页

作者：陆素芬王爱娟杨美凤潘贵金谷凤媚姚东梅河池学院河池546300 广西蚕桑生态学与智能化技术应用重点实验室河池546300

为了有效降低水体中孔雀石绿的含量,利用三醛基间苯三酚和2,5-二氨基-1,4-苯二硫酚二盐酸盐通过常温法制备共价有机框架材料(COF-Tp)并运用其吸附废水中孔雀石绿。对COF-Tp进行表征并探究不同条件下对吸附孔雀石绿的影响及反应机理。研... 详细信息

为了有效降低水体中孔雀石绿的含量,利用三醛基间苯三酚和2,5-二氨基-1,4-苯二硫酚二盐酸盐通过常温法制备共价有机框架材料(COF-Tp)并运用其吸附废水中孔雀石绿。对COF-Tp进行表征并探究不同条件下对吸附孔雀石绿的影响及反应机理。研究表明,25℃时COF-Tp对孔雀石绿的最大吸附量可达1866.8 mg/g,吸附时间在50 min内达到平衡,且不易受温度的影响;在酸性条件下COF-Tp对孔雀石绿的吸附效果更加显著。通过分析可知,吸附过程拟合符合Langmuir模型和二级动力学模型,说明反应过程为自发进行的单层吸附。COF-Tp循环使用5次后,其对孔雀石绿的去除率仍可以达到80%左右。因此,COF-Tp对水中孔雀石绿的去除具有一定的实际运用价值。

关键词：共价有机框架材料孔雀石绿废水处理吸附性能

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共价有机框架材料作为金属离子电池正极材料

化学进展 2024年第3期36卷 430-447页

作者：周文博李晓曼罗民宁夏大学化学化工学院煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室银川750021

共价有机框架材料(Covalent organic frameworks,COFs)是一种具有周期性二维或三维网状结构的多孔有机材料,其结构由两种或更多有机分子通过共价键连接而成。COFs具有骨架密度低、比表面积大、孔隙率高、结构可设计性和功能可修饰性等特... 详细信息

共价有机框架材料(Covalent organic frameworks,COFs)是一种具有周期性二维或三维网状结构的多孔有机材料,其结构由两种或更多有机分子通过共价键连接而成。COFs具有骨架密度低、比表面积大、孔隙率高、结构可设计性和功能可修饰性等特点,在储能领域展现出巨大的潜力。由于其丰富的氧化还原活性位点和开放的框架结构,COFs作为金属离子电池正极材料有着独特的优势。然而COFs导电性差、能量密度低、可用的活性位点较少和离子传输通道的阻塞等缺陷限制了其在储能领域的应用。本文系统综述了COFs作为金属离子电池正极材料的最新研究现状,包括对COFs的种类、合成方法以及设计策略进行总结,从不同活性基团的角度对其电化学储能机理进行概述,并介绍了COFs在不同金属离子电池方面的应用。最后总结和展望了COFs在储能领域应用的前景和挑战。

关键词：共价有机框架材料储能氧化还原活性位点金属离子电池

共价有机框架材料磁性固相萃取结合高效液相色谱-串联质谱法检测茶叶中黄曲霉毒素

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食品科学 2024年第20期45卷 263-269页

作者：赵东岳许秀丽王秀娟吴薇张峰中国检验检疫科学研究院食品安全研究所北京100176 青岛农业大学食品科学与工程学院山东青岛266109 山东省产品质量检验研究院山东济南250100

建立了一种基于共价有机框架材料的磁性固相萃取(magnetic solid phase extraction,M-SPE)结合高效液相色谱-串联质谱(high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,HPLC-MS/MS)方法,用于茶叶中4种黄曲霉毒素(aflatoxins,AFs)的高效测定。样品经过乙腈、水和冰醋酸按8.0∶1.9∶0.1(V/V)提取、离心、M-SPE和过滤,净化后滤液经正离子模式测定,并用HPLC-MS/MS法进行定量。建立的4种AFs分析方法在0.05~50μg/L范围内线性良好,决定系数R2>0.9992,加标回收率在67.6%~103.7%之间,日内、日间精密度均小于9.24%,方法检出限为0.01~0.06μg/kg,定量限为0.05~0.20μg/kg。本研究制备的共价有机框架材料对AFs吸附能力强,开发的M-SPE-HPLC-MS/MS适用于茶叶中AFs的快速、高灵敏、准确检测。

关键词：共价有机框架材料高效液相色谱-串联质谱黄曲霉毒素磁固相萃取