化学不对称的聚合物操纵二维共价有机框架的结晶,以合成可加工的纳米片
Tong Ju1, Ming Liu1, Xiansong Shi1
1State Key Laboratory of Materials-Oriented Chemical Engineering, College of Chemical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, P. R. China.
ACS nano
|November 17, 2023
概括
研究人员开发了聚合物操纵结晶,以控制二维共价有机框架 (2D COF) 纳米片的生长. 这种方法可以产生超薄,可分散的纳米薄膜,用于先进的分子分离膜.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 二维共价有机框架 (2D COF) 提供了独特的特性,但控制它们的纳米板生长仍然是一个挑战.
- 现有的二维COF分层方法缺乏精确控制纳米板的形成.
- 分子分离中的应用需要可加工和均的COF纳米板.
研究的目的:
- 开发一种策略,精确控制2DCOF纳米片的生长.
- 研究聚合物操纵在指导COF结晶中的作用.
- 为高性能分子分离创建可处理的COF纳米板.
主要方法:
- 使用化学不对称的聚烯 (PVP) 进行聚合物操纵的结晶.
- 选择性相互作用的PVP与COF前体和特定的晶体面 ((100)) 诱导异型生长.
- 调整PVP组成单位的数量,以控制纳米板厚度和分散度.
- 从合成的COF纳米片制造A4尺寸的膜.
主要成果:
- 实现了对COF纳米板生长的精确控制,产生了分子薄和厚度可控制的材料.
- 合成的COF纳米片的分散性非常出色.
- 将加工的纳米薄膜加工成坚固的A4大小的膜,具有超选择性的分子分离能力.
- 当与长链PVP相连时,显著提高了膜性能,超过了现有的COF膜.
结论:
- 聚合物操纵的结晶是一种有效的策略,用于以异性质的方式将二维COF生长为可加工的纳米片.
- 开发的方法可以精确控制纳米板尺寸和分散度.
- 由此产生的COF纳米板适用于制造高性能膜,用于实际的分子分离应用.
