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Updated: Jun 14, 2025
08:42
Microfluidic-based Synthesis of Covalent Organic Frameworks COFs: A Tool for Continuous Production of COF Fibers and Direct Printing on a Surface
Published on: July 10, 2017
13.3K
Cuadrados orgánicos covalentes 3D con conectividad de 16 para el acoplamiento cruzado fotocatalítico
Meng Lu1, Shuai-Bing Zhang2, Run-Han Li1
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Carbon Dioxide Resource Utilization, School of Chemistry, South China Normal University, Guangzhou 510006, P.R. China.
Journal of the American Chemical Society
|September 4, 2024
Resumen
Los investigadores desarrollaron nuevos bloques de construcción de 16 conexiones para marcos orgánicos covalentes (COF), lo que permite la creación de COF 3D con una conectividad sin precedentes. Estos COF avanzados son prometedores en aplicaciones catalíticas.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Química supramolecular
- Catálisis
Sus antecedentes:
- La valencia de los bloques de construcción en los marcos orgánicos covalentes 3D (COF) ha sido históricamente limitada a un máximo de 12.
- El desarrollo de bloques de construcción de COF con mayor conectividad es un desafío importante en el diseño de materiales.
- Las estructuras de COF existentes a menudo carecen de la complejidad para aplicaciones avanzadas.
Objetivo del estudio:
- Introducir una estrategia de expansión jerárquica para la síntesis de bloques de construcción de 16 conexiones para los COF 3D.
- Construir nuevos COF 3D con la topología sqc utilizando estas unidades de alta conectividad.
- Explorar el potencial catalítico de estos nuevos COF, especialmente en las reacciones de acoplamiento cruzado.
Principales métodos:
- Se empleó una estrategia de construcción [16 + 2], condensando un bloque de construcción basado en dicianobenzeno carbazolílico (CzTPN) de 16 conexiones con enlaces diamino lineales (BD o Bpy).
- Se sintetizaron dos COF 3D distintos, el COF CzBD y el COF CzBpy.
- Se realizó una quelación de níquel (Ni) en el COF CzBpy para crear Ni@CzBpy COF para estudios catalíticos.
Principales resultados:
- La síntesis exitosa de 16 bloques de construcción conectados y su incorporación en COFs 3D con topología sqc.
- El Ni@CzBpy COF demostró un alto rendimiento en el acoplamiento catalítico dual C ((sp3) -C ((sp2)), logrando hasta un 98% de conversión y un 94% de rendimiento.
- Los FOC desarrollados representan la conectividad más alta reportada hasta la fecha para los materiales de FOC.
Conclusiones:
- Este trabajo presenta el primer ejemplo de COF 3D de alta conectividad con 16 unidades conectadas.
- Los COF sintetizados exhiben una excelente actividad catalítica, mostrando su potencial en la síntesis orgánica.
- Los hallazgos amplían significativamente la diversidad estructural y el alcance de aplicación de los marcos orgánicos covalentes.
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