多孔共價聚合物骨架大分子COF納米材料的可控合成（Fe3O4@COF微球）
功能化二維高分子和多孔共價聚合物骨架大分子是目前高分子合成新的生長點，其中具有代表性的材料是共價有機骨架(Covalent Organic Framework, COF)，這是一類結晶性的有機多孔材料，基于可逆化學反應將功能單元以共價鍵的形式連接成高度有序的二維層疊層結構或特定的三維拓撲結構。
通過動態共價鍵誘導聚亞胺網絡的分子結構重排，實現從無定型網絡結構轉變為結晶的COF結構；因此可以從可調控的聚亞胺復合微球出發，來獲得形態尺寸均一的亞胺鍵連接的COF納米材料(如圖1所示)。
采用了模板誘導的沉淀聚合方法，制備了以四氧化三鐵納米簇為核、無定型聚亞胺為殼的復合微球，將復合微球通過溶劑熱處理后可以使殼層轉變為結晶的COF，同時顯示出了**的COF和四氧化三鐵的X射線衍射峰，并且微球結構、形態和尺寸在轉變中沒有變化，由于形成了高度有序的COF殼層，微球整體的比表面積可以從結晶前的255 m2/g提高到1346 m2/g (如圖2所示)。
圖2. (a-d) 分別是Fe3O4 納米簇、Fe3O4@Polyimine微球、Fe3O4@COF微球以及COF殼層的TEM照片；(e) Fe3O4@Polyimine和 Fe3O4@COF的PXRD圖譜；(f-h) 分別是Fe3O4 納米簇、Fe3O4@Polyimine微球和 Fe3O4@COF微球的氮氣等溫吸附脫附曲線、孔徑分布曲線以及熱失重曲線。
該方法不僅實現了COF形態的可控性，而且還可在20~100nm范圍內靈活的調控COF殼層尺寸，并通過表面修飾PEG來獲得較好的水溶液分散性，從而與其他功能材料復合來拓展應用(如圖3所示)。在進一步的研究中發現了當提高COF層間的π－π相互作用時，不僅可以增強在可見光及近紅外光區的吸收，而且在785nm的激光輻照下，實現了COF納米材料的光熱轉換，計算得到的轉換效率達到21.5％，而不同的COF微球和無定形聚亞胺的光熱效應卻弱很多(如圖4所示)。
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以上資料來自西安齊岳生物小編zhn2021.01.14
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