1.Insight into Bioactivity of In-situ Trapped Enzyme-Covalent-organic Frameworks

原位捕獲酶-共價有機框架的生物活性研究

Jieying Liang, Juanfang Ruan, Bosiljka Njegic, Aditya Rawal, Jason Scott, Jiangtao Xu, Cyrille Boyer, Kang Liang

Angew. Chem. Int. Ed. (IF 16.823) Pub Date: 2023-04-05

https://doi.org/10.1002/anie.202303001

新南威爾士大學Kang Liang課題組在室溫下水溶液中通過生物友好的一鍋合成策略構(gòu)建了三種COFs。在開發(fā)的三種COFs（COF-LZU1、RT-COF-1和ACOF-1）中，發(fā)現(xiàn)辣根過氧化物酶（HRP）結(jié)合的COF-LZU1保留了最高的活性。結(jié)構(gòu)分析顯示，酶和COF-LZU1之間最弱的相互作用導致了水合酶的形成，COF-LZU1對底物最容易接近，以及酶的最佳構(gòu)象共同促進了HRP-COF-LZU1的生物活性。此外，COF-LZU1被發(fā)現(xiàn)是一個多功能的納米平臺，可以封裝多種酶。COF-LZU1還為固定化的酶在惡劣條件下和回收過程中提供了保護。

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2.Two-Dimensional Covalent Organic Framework Membranes for Liquid-Phase Molecular Separations: State of the Field, Common Pitfalls, and Future Opportunities

用于液相分子分離的二維共價有機框架膜:領(lǐng)域現(xiàn)狀、常見缺陷和未來機遇

David W. Burke, Zhiwei Jiang, Andrew G. Livingston, William R. Dichtel

Adv. Mater. (IF 32.086) Pub Date: 2023-04-04

https://doi.org/10.1002/adma.202300525

西北大學William R. Dichtel課題組綜述了COF膜在液相分子分離中的相關(guān)研究。二維共價有機框架（2D COFs）是下一代膜活性層的有吸引力的候選者，因為它們有堅固的連接和均勻的、可調(diào)整的孔隙。許多研究聲稱通過二維COF膜實現(xiàn)了選擇性的分子傳輸，但是報告的類似網(wǎng)絡的性能指標差異很大，在一些情況下，報告的實驗不足以支持這種結(jié)論。這些問題需要對文獻進行重新評估。已發(fā)表的用于液相分離的二維COF膜的例子可以大致分為兩類，每一類都有共同的性能特征：多晶COF膜（大多數(shù)>1微米厚）和弱晶或非晶膜（大多數(shù)<500納米厚）。前者表現(xiàn)出高的溶劑滲透率，而且大多數(shù)作為選擇性吸附劑而不是膜發(fā)揮作用。后者表現(xiàn)為膜，具有較低的滲透率，與傳統(tǒng)的反滲透和納濾膜一致，但具有無定形或不明確的長程秩序，這就排除了通過COF孔隙的選擇性運輸進行分離的結(jié)論。到目前為止，這兩類材料都沒有顯示出設計的COF孔隙結(jié)構(gòu)和分離性能之間的一致關(guān)系，這表明這些不完美的材料不會通過均勻的孔隙篩分分子。在這個觀點中，該文章描述了嚴格的表征方法，這些方法同時適用于COF膜結(jié)構(gòu)和分離性能，這將促進它們向能夠進行以前未實現(xiàn)的化學分離的分子精確膜發(fā)展。如果沒有這種更嚴格的證明標準，應該以懷疑的態(tài)度對待基于COF的膜的報告。

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3.Pore-in-Pore Engineering in a Covalent Organic Framework Membrane for Gas Separation

用于氣體分離的共價有機框架膜的孔中孔工程

Hongwei Fan, Haoran Wang, Manhua Peng, Hong Meng, Alexander Mundstock, Alexander Knebel, Jürgen Caro

ACS Nano (IF 18.027) Pub Date: 2023-04-07

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c12774

漢諾威大學Jürgen Caro課題組報告了一個在COF膜內(nèi)設計類似馬特萊什卡孔道的超微孔概念。在這個概念中，α-環(huán)糊精（α-CD）在界面聚合過程中被原位封裝，這可能會導致α-CD在COF的一維納米通道中的線性組合（LA）。LA-α-CD-in-TpPa-1膜顯示出很高的H2滲透率（3000GPU～），同時由于形成了快速和有選擇性的H2傳輸途徑，H2對CO2和CH4的選擇性增強（>30）。H2/CO2和H2/CH4分離的整體性能超過了Robeson的上限，并躋身于最強大的H2選擇性膜。通過合成不同類型的LA-α-CD-COF膜，證明了該策略的通用性。

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4.Tailoring On-Surface Molecular Reactions and Assembly through Hydrogen-Modified Synthesis: From Triarylamine Monomer to 2D Covalent Organic Framework

通過氫修飾的合成來定制表面分子反應和組裝： 從三芳胺單體到二維共價有機框架

Zachery A. Enderson, Harshavardhan Murali, Raghunath R. Dasari, Qingqing Dai, Hong Li, Timothy C. Parker, Jean-Luc Brédas, Seth R. Marder, and Phillip N. First

ACS Nano (IF 18.027) Pub Date: 2023-04-04

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11463

佐治亞理工學院Phillip N. First課題組證明了真空環(huán)境中的還原條件可以在沒有專用資源的情況下被創(chuàng)造和控制--僅依靠回填的氫氣和離子規(guī)絲-并且可以極大地影響用于合成二維共價有機框架的烏爾曼式表面反應。使用三溴二甲基亞甲基橋三苯胺（(Br3)DTPA）作為單體前體，研究發(fā)現(xiàn)控制單體和氫氣通量可以用來產(chǎn)生大型的單體、二聚體或大循環(huán)六聚體的自組裝。從單一前體的表面合成低聚物，規(guī)避了其漫長的化學合成和多個沉積源的潛在挑戰(zhàn)。

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5.Designing N-Confused Metalloporphyrin-Based Covalent Organic Frameworks for Enhanced Electrocatalytic Carbon Dioxide Reduction

基于N-混淆金屬卟啉的共價有機框架增強電催化二氧化碳還原的設計

Zhixin Ren, Bo Zhao, Jing Xie

Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-04-03

https://doi.org/10.1002/smll.202301818

北京理工大學謝靜課題組通過系統(tǒng)的量子化學研究，報告了N-混淆的金屬-Por-COFs作為CO2RR的新型催化劑。對于MN4-Por-COFs，在10種三維金屬中，M=Co/Cr在催化CO2RR到CO或HCOOH方面表現(xiàn)突出；因此，設計了具有Co/CrN3C1和Co/CrN2C2中心的N混淆Por-COFs。計算表明，CoNxCy-Por-COFs比其母體CoN4-Por-COFs（-0.89V）表現(xiàn)出更低的CO2-to-CO還原的極限電位（-0.76和-0.60V），并使其產(chǎn)生深還原程度的C1產(chǎn)品CH3OH和CH4變得可行。電子結(jié)構(gòu)分析顯示，將CoN4替換成CoN3C1/CoN2C2增加了Co-atom上的電子密度，提高了d帶中心，從而穩(wěn)定了電位決定步驟的關(guān)鍵中間體，降低了極限電位。出于類似的原因，將核心從CrN4改為CrN3C1/CrN2C2會降低CO2-HCOOH還原的極限電位。

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6.Reversed Regulation Effects of ssDNA on the Mimetic Oxidase and Peroxidase Activities of Covalent Organic Frameworks

ssDNA對共價有機框架的模擬氧化酶和過氧化物酶活性的反向調(diào)節(jié)作用

Li Zhang, Quan-Gen Tan, Sai-Jin Xiao, Gui-Ping Yang, Qiong-Qing Zheng, Chen Sun, Xiang-Lan Mao, Jia-Qi Fan, Ru-Ping Liang, Jian-Ding Qiu

Small (IF 15.153) Pub Date: 2023-04-03

https://doi.org/10.1002/smll.202207798

南昌大學邱建丁課題組通過希夫堿反應構(gòu)建了具有優(yōu)良光催化活性的共價有機框架（Tph-BT COF），并通過單鏈DNA（ssDNA）對其擬態(tài)氧化酶活性和過氧化物酶活性進行反向調(diào)節(jié)。在發(fā)光二極管（LED）光的照射下，Tph-BT表現(xiàn)出突出的氧化酶活性，它能有效地催化3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）的氧化，產(chǎn)生藍色的oxTMB，而ssDNA，特別是那些帶有多聚胸苷（T）序列的ssDNA，能明顯抑制其氧化酶活性。相反，Tph-BT顯示出較弱的過氧化物酶活性，而ssDNA的存在，特別是多胞嘧啶（C）序列的存在，可以明顯增強過氧化物酶的活性。同時研究了堿基類型、堿基長度等因素對兩種酶活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ssDNA在Tph-BT表面的吸附阻止了系統(tǒng)內(nèi)交叉（ISC）和能量傳遞過程，減少了1O2的生成，而ssDNA與TMB之間的靜電作用增強了Tph-BT對TMB的親和力，促進電子從TMB轉(zhuǎn)移到-OH。該工作研究了非金屬D-A共軛COFs的多種類模擬酶活性，并證明了它們被ssDNA調(diào)節(jié)的可行性。

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7.Electrostatic Design of the Nanoscale Internal Surfaces of Porous Covalent Organic Frameworks

多孔共價有機框架的納米級內(nèi)表面的靜電設計

Egbert Zojer

Nano Lett. (IF 12.262) Pub Date: 2023-04-04

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00722

格拉茨技術(shù)大學Egbert Zojer課題組利用極性單元的控制性排列來調(diào)整具有納米級孔隙的材料內(nèi)表面的電子特性。該研究表明用與COF層的構(gòu)件結(jié)合的極性實體的集合體來裝飾孔壁，會引發(fā)孔內(nèi)靜電能量的巨大變化。這不可避免地也改變了框架和客體分子中電子狀態(tài)的相對排列，預計將對COF異質(zhì)結(jié)中的電荷分離、基于COF的電極中的氧化還原反應以及（光）催化產(chǎn)生重大影響。

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8.Donnan Effect-Engineered Covalent Organic Framework Membranes toward Size- and Charge-Based Precise Molecular Sieving

道南效應工程共價有機框架膜實現(xiàn)基于尺寸和電荷的精確分子篩分

Yi-Xing Sun, Jing Zhao, Xin-Zheng Li, Han Jiang, Ya-Juan Cai, Xu Yang, Yang Liu, Yi-Bo Li, Zi-Hao Yang, Ya-Ge Wu, Li-Ye Chen, and Jing-Gang Gai

ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-04-03

https://doi.org/10.1021/acsami.3c02556

四川大學蓋景剛課題組首次使用了具有不同尺寸和電荷的多種染料，以研究由道南效應和尺寸排斥引起的選擇性行為。獲得的膜對大于1.3納米的帶負電和中性電的染料有很好的排斥作用，而尺寸為1.6納米的帶正電的染料可以通過該膜，從而使分子尺寸相似的負/正混合染料得以分離。這種在納米多孔材料中結(jié)合道南效應和尺寸排除的策略可能會發(fā)展成一個復雜分離的通用平臺。

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9.Viologen-Based Covalent Organic Frameworks toward Metal-Free Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution

基于紫羅堿的共價有機框架實現(xiàn)無金屬的高效光催產(chǎn)氫

Sinem Alt?n???k, Gizem Yanalak, ?mren Hatay Pat?r, Sermet Koyuncu

ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-04-05

https://doi.org/10.1021/acsami.2c23233

Canakkale Onsekiz Mart University的Sermet Koyuncu課題組報告了聯(lián)苯橋二咔唑電活性供體骨架與紫羅蘭受體結(jié)構(gòu)的結(jié)合，用于光催化產(chǎn)氫的新型COF結(jié)構(gòu)與各種烷基連接物{TPCBP X-COF [X=乙基（E），丁基（B），和己基（H）]}。根據(jù)掃描和透射電子顯微鏡圖像、X射線衍射分析和理論上的三維幾何優(yōu)化，隨著烷基鏈長度的增加，這些結(jié)構(gòu)變得更加靈活，并表現(xiàn)出較少的晶體行為。相比之下，TPCBP B-COF（12.276 mmol g-1）的產(chǎn)氫率在可見光照耀下8小時，分別是TPCBP H-COF（5.697 mmol h-1）和TPCBP E-COF（5.165 mmol h-1）的2.15和2.38倍。TPCBP B-COF結(jié)構(gòu)是文獻中相應的光催化氫氣進化中表現(xiàn)最好的催化劑之一，在470納米下產(chǎn)生1.029 mmol g-1 h-1，具有79.69%的高表面量子效率。

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10.Lithium Pyrene Squarate Covalent Organic Frameworks for Efficient Lithium and Magnesium Separation from Salt Water

鋰芘方共價有機框架在海水中高效分離鋰和鎂

Ataf Ali Altaf, Ahmadreza Khosropour, Amin Zadehnazari, Alireza Abbaspourrad

ACS Appl. Mater. Interfaces (IF 10.383) Pub Date: 2023-04-05

https://doi.org/10.1021/acsami.3c01051

康奈爾大學AlirezaAbbaspourrad課題組制造了芘基方酸鋰共價有機框架（Li-SQCOFs）來從鹽水中分離Mg2+/Li+混合物。研究優(yōu)化了電解質(zhì)和吸附劑量的影響，然后使用批量和連續(xù)流動吸附方法對不同pH值下的吸附劑回收進行了動力學研究。研究發(fā)現(xiàn)，Li-SQCOF對含有Mg2+/Li+離子混合物的溶液具有良好的選擇性。這項工作代表了通過使用共價有機框架（COF）直接吸附分離Mg2+/Li+的獨特途徑。本研究中制作的COF支持的超濾床的Mg2+分離通量為60.5 h-1 m-2。

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11.Endogenous stimulus-controlled estradiol@AIEgen-based covalent organic framework for the reduction of myocardial ischemia/reperfusion injury

內(nèi)源性刺激控制的雌二醇@AIEgen基共價有機框架用于減少心肌缺血/再灌注損傷

Fang Yuan, Cuiling Zhang, Xianzhu Luo, Xiaokun Shen, Yuezhong Xian

Chem. Commun. (IF 6.065) Pub Date: 2023-04-04

https://doi.org/10.1039/D3CC00799E

華東師范大學鮮躍仲開發(fā)了一種ATP刺激響應的四面體DNA門控熒光共價有機框架，用于雌二醇（E2）的可控傳遞和釋放。熒光COFs具有高效的E2負載，顯示出對心肌缺血和再灌注損傷的巨大潛力。

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12.Integrating Tetrathiafulvalene and Nickel-Bis(dithiolene) Units into Donor-Acceptor Covalent Organic Frameworks for Stable and Efficient Photothermal Conversion

將四亞富勒烯和鎳-雙(二硫烯)單元整合到供體-受體共價有機框架中以實現(xiàn)穩(wěn)定和高效的光熱轉(zhuǎn)換

Yu-Yang Li,Tianqi Wei,Cheng Liu,Zedong Zhang,Lei-Feng Wu,Mengning Ding,Shuai Yuan,Zhu Jia, Jing-Lin Zuo

Chem. Eur. J. (IF 5.02) Pub Date: 2023-04-06

https://doi.org/10.1002/chem.202301048

南京大學左景林將四亞富勒烯（TTF）和鎳-雙（二硫醇）整合到一個共價有機框架中，具有穩(wěn)定和高效的近紅外和太陽能光熱轉(zhuǎn)換性能。成功地得到兩種同結(jié)構(gòu)的COF，即Ni-TTF和TTF-TTF，它們是由TTF和Ni-bis(dithiolene)單元作為供體-受體(D-A)對或僅由TTF單元組成。這兩種COF都顯示出高的BET表面積和良好的化學/熱穩(wěn)定性。值得注意的是，與TTF-TTF相比，Ni-TTF中周期性的D-A排列大大降低了帶隙，導致了前所未有的近紅外和太陽能光熱轉(zhuǎn)換性能。

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13.Triazine covalent organic framework (COF)/θ-Al2O3 composites for supercapacitors application

用于超級電容器的三嗪共價有機骨架(COF)/θ-Al2O3復合材料

Lei Liu, Di Cui, Shuran Zhang, Wei Xie, Chan Yao, Na Xu, Yanhong Xu

Dalton Trans. (IF 4.569) Pub Date: 2023-04-04

https://doi.org/10.1039/D3DT00613A

吉林師范大學許彥紅在改性的θ-Al2O3基底上原位生長了高結(jié)晶的三嗪類共價有機框架DHTA-COF，得到了Al2O3@DHTA-COFs復合材料。得到的Al2O3@DHTA-COFs復合材料能夠保持一定程度的結(jié)晶性、良好的穩(wěn)定性和囊狀結(jié)構(gòu)。與前驅(qū)體θ- Al2O3和DHTA-COF相比，50% Al2O3@DHTA-COF復合材料作為超級電容器的電極材料具有優(yōu)越的電化學性能。在相同的條件下，50% Al2O3@DHTA-COF的比電容值（在0.5 A g-1時為261.5 F g-1）分別是DHTA-COF和θ- Al2O3-CHO的6.2倍和9.6倍。此外，50% Al2O3@DHTA-COF電極材料在6000次充放電循環(huán)后仍表現(xiàn)出長期的循環(huán)穩(wěn)定性。