共价有机框架材料的最新进展

共价有机框架材料（covalent organic frameworks,COFs）是一类新兴的材料,是一种由有机构筑基元构成并用可逆的共价键进行连接、具有结晶性和周期性的多孔材料。因为这种材料比表面积大、密度低,拥有多样性的结构、优秀的热稳定性及孔道易修饰等优点,越来越受到人们的关注。本文综述了近年来COFs的最新发展动态,将其按照基底材料不同进行分类,介绍COFs在储能、光电、催化、生物医药等方面的应用和发展,包括气体的吸附和存储、材料的光电导性、催化反应进行的性能、手性分离和药物缓控释等;讨论了COFs结构的表征以及相比于其他材料所具有的优越特性。最后指出COFs未来发展趋势是合成具有高度稳定性、结构可控、成本低廉的功能性材料,并对其在实际中的应用前景进行展望。     

金属有机框架材料及其改性膜的研究进展

介绍了金属有机框架纳米材料的不同合成方法并对这些方法的优缺点进行了比较.论述了MOFs纳米材料在分离膜中的不同掺杂方式,包括混合基质薄膜、纳米材料复合薄膜、金属有机框架纳米薄片.并简要介绍了金属有机框架掺杂分离膜的应用.分析表明,由于金属有机框架是由金属离子和桥联有机配体组成的具有规整、可调节的孔隙结构的纳米材料,分离...     

多孔框架材料固定化酶研究进展

金属有机框架材料（MOFs）和共价有机框架材料（COFs）具有多孔性、比表面积大、结构可修饰、孔道可调节、框架可设计、易功能化等优点,是固定化酶的优良载体。本文简要介绍了MOFs和COFs的结构、性能以及功能化方法,主要综述了这两种材料在固定化酶领域的最新研究进展,并对二者进行了比较。MOFs和COFs均具有一维、二维、三维结构,其中三维和少量二维结构呈现多孔性。通过预先修饰法、原位修饰法或后合成修饰法可在MOFs表面引入官能团,固定化酶的方法有包埋法、孔道扩散法和表面固定法,固定化酶的种类丰富;而COFs主要通过后合成修饰法引入官能团,以孔道扩散法或表面固定法固定化酶。最后指出,MOFs的水稳定性和酸碱稳定性较差,COFs的制备条件恶劣,MOFs和COFs固定化酶的重复利用性均较差,今后的发展方向是探索更为有效的修饰策略以提高MOFs的稳定性,开发更为安全的COFs制备方法,以及提高固定化酶的重复利用性。     

金属有机框架材料在肿瘤光疗上的研究进展

金属有机框架材料是由金属离子或离子簇连接有机配体而形成的杂化多孔材料。近年来,金属有机框架凭借高孔隙率、大比表面积和结构的多样性,在过去几年中作为生物医用材料受到了广泛关注。光动力治疗和光热治疗因副作用小且无侵袭性而成为肿瘤治疗新手段。本文主要介绍了MOFs材料作为癌症光疗平台的研究进展并对未来金属有机框架材料在肿瘤光疗上的发展做出了展望。     

共价有机框架材料对放射性核素吸附的研究进展

共价有机框架材料（covalent organic frameworks, COFs）是一类由轻质元素通过共价键连接的具有周期性和结晶性的新兴有机多孔聚合物。COFs具有比表面积大、孔隙高度可调及易于化学修饰等特点,使其能满足多样的设计需求,成为吸附剂的理想材料。本文综述了近年来COFs及其复合材料作为高效吸附剂在放射性核素吸附领域的研究进展,首先提出了COFs的结构优势,并对COFs与放射性核素的相互作用机理进行了分类,评估了多种COFs对几种代表性放射性核素的吸附性能,简要总结了吸附的作用方式,并分析了实现高吸附容量以及高选择性的原因,还讨论了COFs材料的可再生性。在文章的最后对用于吸附放射性核素的COFs材料的发展趋势进行了总结和展望,也就目前的局限性（COFs的制备、选择性的提高、稳定性的探究以及深度机理研究、工业规模的应用等）为设计和探究具有更优异吸附性能的COFs材料提供了一些建议。     

金属有机框架材料的绿色合成

金属有机框架化合物（Metal-organic frameworks,简称MOFs）是由金属离子（或簇）与有机配体配位并经由自组装而形成的一类多孔材料^[1]。MOFs具有极其发达的孔道结构,比表面积和孔容远超其他多孔材料。有机/无机杂化这一特点也赋予了MOFs其他材料（例如沸石、活性炭等）所不具备的无限结构功能可调性^[2]。此外,MOFs具有移除客体分子而主体框架完好保持的持久孔道或孔穴,这使得MOFs具有超乎寻常的化学及物理稳定性。正是基于以上这些特点,MOFs在许多领域有着丰富的应用^[3-4],例如催化^[5]、H₂储存^[6]、CO₂捕集^[7]、药物运输^[8]、污染物吸附^[9]、生物医学成像^[10]等方面。MOFs的商业化探索成为了目前的热点。MOFs的很多应用都与可持续发展及“绿色材料”有关,但MOFs本身的合成过程也需要考虑可持续性和环境影响。金属有机化学所面临的环境挑战是独特的,因为它将金属离子、有机配体的危害联系在一起,且合成过程大多需要大量能耗。主要介绍了金属有机框架材料的绿色可持续合成,主要分为4个方面：1）使用更安全或生物相容性的配体;2）使用更绿色、低成本的金属源;3）绿色溶剂的开发;4）无溶剂合成法。     

金属有机框架材料在PM2.5吸附净化方面的应用研究进展

随着城市化和工业化进程的飞速发展,空气污染问题日益加剧,其中,高浓度的细颗粒物对空气环境和人体健康的影响很大.在中国,细颗粒物,特别是环境空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物(PM2.5)已经是造成环境空气污染最主要原因之一了.近年来,金属有机框架材料(MOF)修饰的纤维介质过滤系统因其具有优异的吸附分离性能而...     

多孔有机框架材料在传感器中的应用进展

多孔有机框架材料(Porous Organic frameworks,POFs)是由轻质元素(H、B、C、N、O等)连接形成的一种有序排列的多孔网状结构.具有骨架组成丰富、稳定性好、比表面积高、合成灵活和易于功能化等优点,被广泛应用于传感器领域.综述了近年来各类多孔有机框架材料构建的传感器在食品毒素、金属离子、C-反应...     

卟啉金属有机框架材料的制备和应用进展

卟啉金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是近年来发展起来的一类新型金属有机框架材料。由于卟啉分子具有独特的光电结构,除了可作为MOFs结构中有机配体外,通过后修饰法将卟啉分子、功能性纳米材料组装在MOFs上,可得到各类功能性MOFs。因此,卟啉相关MOFs材料被广泛应用于多个领域,尤其是生物医学领域。本文从卟啉相关MOFs材料的合成策略、应用出发,综述了近5年来卟啉相关MOFs材料在光动力治疗、催化、传感等领域的研究进展,同时展望了卟啉相关MOFs材料在生物医学领域的应用。     

金属有机框架材料分离低碳烃的研究进展

烯烃、烷烃和炔烃等结构相似物的高效分离是石油化学工业可持续发展的关键过程之一。低碳烃化合物结构和性质相近,仅在碳数和不饱和度存在微小差异,传统低温精馏过程选择性低、能耗高。金属有机框架材料/多孔配位聚合物（MOF/PCP）的结构多样性及可设计性使其可以精确识别相似物分子间的微小差异,在低碳烃分离领域取得重要进展。综述了金属有机框架材料在碳二/碳三的烯烃、炔烃和烷烃分离体系中取得的最新进展以及分离机理,探讨了金属有机框架材料在低碳烃吸附分离研究中存在的问题和发展方向。     

卟啉金属有机框架材料在传感领域的应用

卟啉金属有机框架材料(Por-MOFs)不仅具有MOFs独特的多孔性、高比表面积以及易功能化的优点,而且具有结构可调性及优异的光、电、磁性能.这些优异的性能使Por-MOFs可作为生物传感器的识别和信号单元.从Por-MOFs材料的制备方法、传感器的构建、传感机理等方面出发,着重对Por-MOFs在金属离子、生理活性物...     

共价有机框架材料吸附去除重金属离子研究进展

共价有机框架（covalent organic framework,COF）材料是近些年来非常有研究热度的多孔材料。由于其具有孔隙率高、比表面积大、功能及结构可调、丰富的活性吸附位点等优点,被广泛应用于气体储存、催化、光电传导和吸附等方面。从共价有机框架材料的合成策略、结构特性及物理化学性质出发,综述了共价有机框架材料作为新型吸附剂对水体中重金属离子吸附去除的应用,阐述了共价有机框架材料在吸附重金属离子方面的吸附条件、吸附性能、吸附效果以及吸附机理。对共价有机框架材料的应用现状进行了论述,最后,展望了共价有机框架材料的未来发展方向。     

基于金属有机框架材料的VOCs传感器应用进展

采用传感器对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)进行实时监测对人体健康和环境保护具有重要意义。金属有机框架材料(MOFs)可调的孔径和开放的金属位点有利于气体的选择性吸附,被证明是提升气体传感性能的理想材料。本文综述了基于MOF材料的VOCs传感器的主要进展,分析了MOF材料在化学电阻和化学电容传感器中发挥的作用及作用机理,并对该领域面临的主要挑战和前景进行了展望。     

金属有机框架材料催化氧化脱硫研究进展

金属有机框架(MOFs)由于其高比表面积、结构多样且孔径可调节等性能被应用于反应催化剂。研究表明,不同的制备方法和反应条件对金属有机框架材料性能有重要影响。针对不同MOFs本体以及MOFs改性材料的催化氧化脱硫性能进行了比较,探讨了影响MOFs材料性能的因素,发现材料结构中的缺陷以及复合材料中的协同作用对催化氧化脱硫性能具有重要影响。     

基于共价有机框架材料的纳滤膜制备研究进展

共价有机框架(COFs)材料是由有机结构单元通过共价键连接形成的多孔纳米材料,具有比表面积大、孔隙率高、结构规整有序、稳定性好的优点,是制备高性能分离膜的理想材料,因而在纳滤膜研究领域引起广泛关注.文章综述了近几年来研究者利用掺杂法、层层组装法、界面聚合法、原位生长法等制备COFs纳滤膜的研究成果,对不同制膜方法的特点...     

金属有机框架材料吸附VOCs影响因素研究进展

挥发性有机化合物（VOCs）对环境和人体健康均具有严重危害,而吸附法作为有效的VOCs脱除技术已得到广泛应用。在众多吸附剂中,金属有机框架材料（MOFs）以其极大的比表面积、可调节的孔径和可修饰性等优势,在VOCs脱除领域展示出良好的应用前景。本文首先介绍了在吸附过程中涉及到的吸附机理,从影响因素角度回顾了近年MOFs在VOCs吸附方面的研究进展。按照吸附质与吸附剂的几何结构、改性官能团、MOFs的金属位点、酸碱、水和碳材料复合等多个方面剖析了吸附过程中的影响因素,并将其分为内部影响因素和外部影响因素两大部分。针对影响因素归纳了提高吸附量的主要方法,并对MOFs吸附VOCs的吸附量进行了汇总。最后总结并展望了未来应用MOFs吸附VOCs的研究发展方向,期望为深入研究VOCs脱除技术提供有价值的参考。