摘要
共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)是一类由有机构筑单元通过共价键连接形成的结晶性多孔聚合物,这一领域的研究从新结构开发到功能应用拓展等方面均取得了诸多进展,基于COFs的多孔性和共轭骨架的新应用的探索与开发一直是该领域的研究重点之一。本论文的研究主要集中在稳定共价键连接的新型异孔二维COFs结构的设计构筑和COFs材料的新应用探索两方面。 本论文第一章首先对COFs以及异孔COFs的发展历史、研究进展、合成以及表征方法作了介绍与总结。 在第二章中,由于D2h对称性的1,2,4,5-四-(4-甲酰基苯基)苯(TPB)和C2对称性的2,5-二乙氧基对苯二酰肼(DETH)两个单体直接缩合不能获得所设计的腙键连接且同时含有微孔和介孔的异孔COF,我们发展了利用调节剂促进反应的方法,通过向反应体系中添加苯胺或对苯二胺作调节剂,成功合成了难以通过直接缩合得到的高结晶性腙键连接的COF。这个工作的成功实现进一步拓展了通过调节剂的引入来合成高结晶性COFs的方法,也为理解COFs的形成机制提供了一个研究案例。 第三章的研究工作主要围绕COFs的结构与性质之间的关系展开,聚焦于氟原子的引入对COFs性质的影响。在本课题组发展的笼目型双孔COF(SIOC-COF)的基础上进一步拓展,用2,3,5,6,-四氟对苯二甲醛(TFTA)替换前一研究中的对苯二甲醛(TPA),与D2h对称性的四-(4-氨基苯)乙烯(ETTA)在溶剂热条件下缩聚,得到了微孔和介孔孔道都被氟修饰的异孔共价有机框架,同时也合成了具有相同框架结构但不含氟的SIOC-COF作为对比。受所引入的氟原子的影响,二者在一些性质上表现出明显的差异。