1.Construction of Covalent Organic Frameworks via a Visible-Light-Activated Photocatalytic Multicomponent Reaction

通過可見光激活的光催化多組分反應(yīng)構(gòu)建共價(jià)有機(jī)框架

Guang-Bo Wang, Yan-Jing Wang, Jing-Lan Kan, Ke-Hui Xie, Hai-Peng Xu, Fei Zhao, Miao-Can Wang, Yan Geng, and Yu-Bin Dong

J. Am. Chem. Soc. (IF 16.383) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1021/jacs.2c13541

山東師范大學(xué)董育斌課題組報(bào)道了光催化多組分反應(yīng)制備COF的新策略。在可見光照射下，通過光氧化還原催化的多組分Petasis反應(yīng)，在常溫條件下成功合成了一系列具有良好結(jié)晶度、穩(wěn)定性和永久孔隙率的COF。此外，所制備的Cy-N3- COF具有良好的光活性和可回收性，可用于芳基硼酸的可見光氧化羥基化反應(yīng)。光催化多組分聚合的概念不僅豐富了COF的合成方法，而且為基于熱驅(qū)動(dòng)的合成方法所不可能實(shí)現(xiàn)的COF的構(gòu)建開辟了新的途徑。

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2.Porous Covalent Organic Framework Based Hydrogen-Bond Nanotrap for the Precise Recognition and Separation of Gold

多孔COF基氫鍵納米陷阱用于金的精確識(shí)別和分離

Jikuan Qiu, Chang Xu, Xianhui Xu, Yingjie Zhao, Yang Zhao, Yuling Zhao, Jianji Wang

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1002/anie.202300459

河南師范大學(xué)王鍵吉課題組報(bào)道了一種通過調(diào)控COF孔內(nèi)氫鍵納米阱實(shí)現(xiàn)金的精確識(shí)別和分離的新策略。結(jié)果表明，COF-HNU25和COF-HNU26均能高效捕獲Au(III)，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)快，選擇性高，吸附能力強(qiáng)。其中，具有高密度氫鍵納米陷阱的COF- HNU25具有1725 mg/g的優(yōu)良吸金能力，明顯高于孔隙中不含H鍵納米陷阱的COF-42的吸金能力(219 mg/g)。重要的是，吸附劑的吸附能力與COF中酚羥基與水中[AuCl4]-之間的氫鍵數(shù)量密切相關(guān)，多個(gè)氫鍵的相互作用是該吸附劑具有良好的金回收率和可重復(fù)使用性的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

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3.Hierarchical Microtubular Covalent Organic Frameworks Achieved by COF-to-COF Transformation

COF到COF轉(zhuǎn)換策略制備分級微管COF

Zhenjie Mu, Yuhao Zhu, Yufeng Zhang, Anwang Dong, Chunyan Xing, Ziru Niu, Bo Wang, and Xiao Feng

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1002/anie.202300373

北京理工大學(xué)馮霄課題組報(bào)道了一種COF到COF轉(zhuǎn)換方法來制備微管COF。在此過程中，C3-對稱胍基分解為C2-對稱肼基，導(dǎo)致COF晶體轉(zhuǎn)變。此外，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，聚合體的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)化程度也發(fā)生了變化，可以得到由混合COF晶體組成的空心管狀聚合體。吸附測量和化學(xué)催化反應(yīng)證明，這種分層結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)傳質(zhì)性能。這種自模板策略成功地應(yīng)用于另外四個(gè)具有不同建筑單元的COF。

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4.Tuning excited state electronic structure and charge transport in covalent organic frameworks for enhanced photocatalytic performance

在COF中調(diào)整激發(fā)態(tài)電子結(jié)構(gòu)和電荷運(yùn)輸用于增強(qiáng)光催化性能

Zhongshan Chen, Jingyi Wang, Mengjie Hao, Yinghui Xie, Xiaolu Liu, Hui Yang, Geoffrey I. N. Waterhouse, Xiangke Wang & Shengqian Ma

Nat. Commun. (IF 17.694) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36710-x

北德克薩斯州大學(xué)馬勝前課題組采用網(wǎng)狀化學(xué)方法構(gòu)建了一類等網(wǎng)狀晶型肼基COF光催化劑，并利用不同的配體對COF的光電子性能和局部孔隙特征進(jìn)行了調(diào)制。利用大量的實(shí)驗(yàn)方法和摩爾水平的理論計(jì)算，探討了COF中的激發(fā)態(tài)電子分布和輸運(yùn)路徑。開發(fā)的一種COF(記為COF-4)表現(xiàn)出了顯著的激發(fā)態(tài)電子利用效率和電荷轉(zhuǎn)移性能，在迄今報(bào)道的所有技術(shù)中，在天然海水中實(shí)現(xiàn)了最高的光催化鈾萃取性能~6.84 mg/g/d。本研究對COF基光催化劑的工作機(jī)理有了新的認(rèn)識(shí)，對改進(jìn)COF光催化劑的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

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5.Designing covalent organic frameworks with Co-O4 atomic sites for efficient CO2 photoreduction

設(shè)計(jì)含有Co-O4原子位點(diǎn)的COF用于高效CO2光還原

Qian Zhang, Shuaiqi Gao, Yingying Guo, Huiyong Wang, Jishi Wei, Xiaofang Su, Hucheng Zhang, Zhimin Liu & Jianji Wang

Nat. Commun. (IF 17.694) Pub Date: 2023-02-28

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36779-4

河南師范大學(xué)本王鍵吉課題組設(shè)計(jì)了兩種氧配位Co原子的Co-COF催化劑，發(fā)現(xiàn)經(jīng)配位環(huán)境調(diào)整后，Co-COF催化劑在可見光照射下的CO產(chǎn)率高達(dá)18000 μ mol g?1h?1，選擇性高達(dá)95.7%。通過原位/非原位光譜表征和理論計(jì)算，揭示了預(yù)先設(shè)計(jì)的Co-O4位點(diǎn)顯著促進(jìn)了框架基體中的載流子遷移，并抑制了光催化過程中電子空穴對的重組。該工作為光還原CO2高效催化劑的設(shè)計(jì)開辟了一條途徑。

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6.Sub-2-nm Channels within Covalent Triazine Framework Enable Fast Proton-Selective Transport in Flow Battery Membrane

共價(jià)三嗪框架中的亞2nm通道在液流電池膜中的快速質(zhì)子選擇性傳輸

Weiyi Xu, Yixing Wang, Yulin Wu, Fang Xu, Liheng Dai, Kai Qu, Jiaqi Wang, Jun Wu, Linfeng Lei, Siyao Li, and Zhi Xu

Adv. Funct. Mater. (IF 19.924) Pub Date: 2023-02-26

https://doi.org/10.1002/adfm.202300138

華東理工大學(xué)徐至課題組將磺化哌嗪共價(jià)三嗪框架(s-pCTF)引入磺化聚醚醚酮(SPEEK)中，作為一種極具潛力的質(zhì)子選擇性載體，制備了用于釩液流電池(VFB)的離子導(dǎo)電膜。s-pCTF的內(nèi)部原生質(zhì)通道表現(xiàn)出明顯的Donnan排斥效應(yīng)，理論上具有較高的質(zhì)子/釩離子選擇性(6.22 × 10 5)。同時(shí)，富氮亞2-nm通道產(chǎn)生了快速的質(zhì)子高速公路，外部接枝的磺酸基團(tuán)進(jìn)一步促進(jìn)了質(zhì)子轉(zhuǎn)移。通過調(diào)節(jié)離子篩分和質(zhì)子導(dǎo)電率，優(yōu)化的混合膜同步提高了電池性能，提高了能量效率(40-200 mA cm?2時(shí)為92.41%至78.53%)和400 h以上900次循環(huán)的長期穩(wěn)定性(120 mA cm?2時(shí)為87.2-85%)，優(yōu)于純SPEEK和Nafion212膜。

7.Designing Single-Atom Active Sites on sp2-Carbon Linked Covalent Organic Frameworks to Induce Bacterial Ferroptosis-Like for Robust Anti-Infection Therapy

設(shè)計(jì)單原子活性位點(diǎn)的sp2碳鏈接的COF誘導(dǎo)細(xì)菌鐵死亡用于超強(qiáng)抗感染治療

Baohong Sun, Xinye Wang, Ziqiu Ye, Juyang Zhang, Xiong Chen, Ninglin Zhou, Ming Zhang, Cheng Yao, Fan Wu, and Jian Shen

Adv. Sci. (IF 17.521) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1002/advs.202207507

南京師范大學(xué)周寧琳課題組報(bào)道了一種通過將單原子金屬位點(diǎn)(如Ir和Ru)配位到sp2-碳鏈接共價(jià)有機(jī)框架(sp2c-COF-Ir-ppy2和sp2c-COF-Ru-bpy2)中誘導(dǎo)細(xì)菌鐵死亡的有效策略。經(jīng)光照射或過氧化氫活化后，Ir和Ru單原子催化劑(SACs)可顯著加速細(xì)胞內(nèi)活性氧的爆發(fā)，增強(qiáng)與谷胱甘肽消耗相關(guān)的谷胱甘肽過氧化物酶4的失活，擾亂氮代謝和呼吸代謝，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化驅(qū)動(dòng)的鐵性損傷。兩種SAC誘導(dǎo)劑均對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、臨床分離的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)和生物膜具有較強(qiáng)的抗菌活性，在MRSA感染的傷口和膿腫中具有良好的生物相容性和較強(qiáng)的治療和預(yù)防潛力。

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8.Sulfonic-Pendent Vinylene-Linked Covalent Organic Frameworks Enabling Benchmark Potential in Advanced Energy

磺酸懸垂的乙烯基鏈接的COF在先進(jìn)能源領(lǐng)域發(fā)揮基準(zhǔn)潛力

Ying Xu, Zhiwu Yu, Qingyun Zhang, and Feng Luo

Adv. Sci. (IF 17.521) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1002/advs.202300408

東華理工大學(xué)羅峰課題組構(gòu)建了一類新的共價(jià)有機(jī)框架(COFs)，通過熔體聚合的方法，在克級范圍內(nèi)構(gòu)建了兩個(gè)磺酸基懸垂的乙烯基COFs。穩(wěn)定性試驗(yàn)表明，即使在某些極端條件下，這兩種COFs也具有超高的穩(wěn)定性。質(zhì)子傳導(dǎo)試驗(yàn)表明，COF-TBS具有優(yōu)異的性能，在358 K條件下，其超高質(zhì)子傳導(dǎo)值可達(dá)7.28×10-2 S cm-1，超低活化能0.086 eV，優(yōu)異的耐久性可延長至15天。COF-DBS在12 M HNO3下對UO22+離子具有獨(dú)特的親和力。質(zhì)子導(dǎo)電和UO22+吸收的結(jié)合，首次實(shí)現(xiàn)了UO22+離子的質(zhì)子電導(dǎo)率傳感。

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9.Engineering Single Cu Sites into Covalent Organic Framework for Selective Photocatalytic CO2 Reduction

單Cu位點(diǎn)COF用于選擇性光催化二氧化碳的還原

Yize Zhang, Lili Cao, Guoyi Bai, and Xingwang Lan

Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-03-03

https://doi.org/10.1002/smll.202300035

河北大學(xué)白國義課題組采用聯(lián)吡啶基螯合配位的方法制備了2,2' -聯(lián)吡啶基COF-Cu，用于光催化CO2還原。配位的單Cu位點(diǎn)不僅顯著增強(qiáng)了光捕獲和電子空穴分離，而且為CO2分子提供了吸附和活化位點(diǎn)。作為概念的證明，Cu-Bpy-COF作為代表性催化劑，在沒有光敏劑的情況下表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性，將CO2還原為CO和CH4，只需改變反應(yīng)介質(zhì)，CO和CH4的產(chǎn)物選擇性就可以很容易地調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果揭示了單Cu位點(diǎn)在促進(jìn)光致電荷分離和溶劑效應(yīng)在調(diào)節(jié)產(chǎn)物選擇性方面的重要作用，為選擇性CO2光還原COF光催化劑的設(shè)計(jì)提供了重要思路。

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10.Dendrite-Free Sodium Metal Anodes Via Solid Electrolyte Interphase Engineering with a Covalent Organic Framework Separator

通過共價(jià)有機(jī)框架分離器固體電解質(zhì)界面工程制備無枝晶金屬鈉陽極

Tianxing Kang, Chenhao Sun, Yang Li, Tianyi Song, Zhiqiang Guan, Zhongqiu Tong, Junmin Nan, and Chun-Sing Lee

Adv. Energy Mater. (IF 29.698) Pub Date: 2023-03-03

https://doi.org/10.1002/aenm.202204083

香港城市大學(xué)李振聲課題組提出了一種由sp2碳共軛共價(jià)有機(jī)框架(sp2 c-COF)修飾的功能化分離器，以誘導(dǎo)穩(wěn)健的固體電解質(zhì)膜。X射線光電子能譜(XPS)分析和理論計(jì)算表明，由于COF分離器的影響，NaPF6的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，固體電解質(zhì)膜中富含NaF。原位觀察表明，即使在20 mA cm?2的高電流密度下，Na枝晶也能被有效抑制。令人滿意的是，COF分離器表現(xiàn)出0.78的高遷移數(shù)，實(shí)現(xiàn)了快速鍍鈉/提鈉過程?；谶@些優(yōu)勢，Na|COF|Na在20ma cm?2下表現(xiàn)出超過1500小時(shí)的穩(wěn)定循環(huán)。此外，全電池Na|COF|NaTi 2 (PO4)3(NTPO)在30℃和50℃時(shí)表現(xiàn)出良好的倍率性能，在5℃和10℃時(shí)表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性(超過5000次循環(huán))。

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11.Boosting Hydrostability and Carbon Dioxide Capture of Boroxine-Linked Covalent Organic Frameworks by One-Pot Oligoamine Modification

通過一鍋法制備低聚胺修飾的硼氧六環(huán)基高水穩(wěn)定性的共價(jià)有機(jī)框架用于二氧化碳捕獲

Chao Jia, Rong-Ran Liang, Shi-Xian Gan, Shu-Yan Jiang, Qiao-Yan Qi, and Xin Zhao

Chem. Eur. J. (IF 5.02) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1002/chem.202300186

上海有機(jī)所趙新課題組報(bào)道了低聚胺(tetraethlenepentamine, TEPA)改性后的硼氧基COF(以COF-1為代表)的水穩(wěn)定性顯著提高，改性后的COF可在水中存活并在潮濕環(huán)境下長期穩(wěn)定。同時(shí)，改性后的COF對CO2的吸附能力顯著提高，可達(dá)13倍，在低壓區(qū)CO2/N2選擇性顯著提高，使改性后的COF適用于煙氣中CO2的捕集。這項(xiàng)工作提供了一種簡便、高效、可擴(kuò)展的方法，極大地提高了硼基COFs的水穩(wěn)定性，并將其重塑為高性能的CO2吸附劑。

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12.Rationally Designed Ionic Covalent Organic Networks (iCONs) with Efficient Antimicrobial Activities

合理設(shè)計(jì)具備高抗菌性能的離子共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)

Atikur Hassan, Cevella Saritha, Vinod K. Rajana, Debabrata Mandal, and Neeladri Das

ACS Macro Lett. (IF 7.015) Pub Date: 2023-02-27

https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.2c00686

印度理工學(xué)院Neeladri Das課題組制備了兩種獨(dú)特的帶有胍基序的離子共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并用各種技術(shù)對其進(jìn)行了表征。iCON-HCCP (250 μg/mL)作用8 h后，金黃色葡萄球菌、白色念珠菌和無乳念珠菌的殺滅率達(dá)到97%。對細(xì)菌和真菌的抗菌效果也從FE-SEM研究中得到了證實(shí)。高抗真菌效果與麥角甾醇含量降低60%、高脂質(zhì)過氧化和膜損傷導(dǎo)致壞死密切相關(guān)。

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13.DNAzyme-Derived Aptamer Reversely Regulates the Two Types of Enzymatic Activities of Covalent?Organic Frameworks for the Colorimetric Analysis of Uranium

DNA酶衍生適配體反向調(diào)控共價(jià)有機(jī)框架的兩類酶活性用于鈾的比色分析

Li Zhang, Quan-Gen Tan, Sai-Jin Xiao, Gui-Ping Yang, Xin Liu, Qiong-Qing Zheng, Jia-Qi Fan,

Ru-Ping Liang, and Jian-Ding Qiu

Anal. Chem. (IF 8.008) Pub Date: 2023-03-01

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05329

南昌大學(xué)邱建丁課題組以Tph和BT為單體，成功制備了一種光敏COF，該COF同時(shí)具有模擬氧化酶和過氧化物酶活性。添加DNA適體后，Tph-BT的氧化酶活性明顯受到抑制，過氧化物酶活性明顯增強(qiáng)。UO22+能與DNA適體特異結(jié)合，進(jìn)一步恢復(fù)Tph-BT的酶活性?；诶肈NA適配體調(diào)控Tph-BT兩類酶活性的優(yōu)勢，構(gòu)建了一種靈敏、選擇性的“開關(guān)”和“開關(guān)”檢測平臺(tái)，用于UO22+的比色分析。

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