一种基于二氢吩嗪的三维共价有机框架的合成、结构与表征

作者：王凯旋; 黎子平; 陈先阳; 崔勇^*

来源：高等学校化学学报, 2022, 43(10): 143-149.

• 共价有机框架
• 二氢吩嗪
• 多孔材料

二氢吩嗪衍生物由于其独特的氧化还原活性而备受关注.本文先设计合成了一种含有二氢吩嗪基团的单体5,10-二(4-甲酰基苯基)-5,10-二氢吩嗪(M1),再采用溶剂热法,通过亚胺缩合反应制备了一种新型三维共价有机框架(3D COF, 3D-PN-2).通过粉末X射线衍射(PXRD)、氮气吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体碳核磁共振波谱(13C CP/MAS NMR)等表征方法,并结合理论模拟对其结构信息进行了研究,得出3D-PN-2是具有十一重穿插金刚石(dia)拓扑结构的3D COF.采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其形貌进行了表征.稳定性研究结果表明, 3D-PN-2具有较好的热稳定性和化学稳定性.通过固体紫外-可见漫反射光谱研究了3D-PN-2的光吸收性能,结果表明,其在紫外和可见光区具有较宽的吸收范围(吸收边为630 nm),且具有较窄的能带间隙(2.11 eV).通过循环伏安法研究了其氧化还原性能,并计算得出其最高占有轨道能级(EHOMO)为-4.50 eV,最低空轨道能级(ELUMO)为-2.39 eV.

• 单位
  上海交通大学; 化学化工学院