氨基COF配体材料以其高度有序的多孔结构和可调节的多功能性等特点，在气体分离存储、吸附、质子传输、催化、电化学储能等方面有着广泛的应用研究。但目前2D COF材料溶液分散性较差、形貌和尺寸不能得到有效控制等缺点在一定程度上限制了2D COF材料的进一步应用。如何发展一种有效的方法用于制备形貌和尺寸可控、分散性好的COF材料备受关注。
结合界面调控和模板合成法，以氨基COF配体为通用模板，制备得到了具有高度有序孔结构、较高比表面积、高稳定性的新型2D COF核壳结构材料。所制备的氨基COF配体具有规则的球状形貌和均一的尺寸；通过控制COF材料的尺寸保持在微纳米尺度上，显著地改善了材料的溶液分散性。模板表面功能化修饰的氨基对于形成孔道规则、结晶性高的COFTTA-DHTA壳层结构发挥着重要作用。在此基础上，该课题组通过刻蚀氧化硅模板，还制备了分散性好、结晶性高、尺寸均一的COFTTA-DHTA中空球。
得益于2D COF材料所具有的一维孔道和π堆积结构，COF材料有望用作优异的多孔电极材料，但COF材料较差的本征导电性在很大程度上限制了其在电化学领域的应用。基于以上方法，该课题组提出了在氨基修饰的导电模板表面合成COF材料，一方面可以得到取向有序的孔道结构，另一方面可以提高COF材料的导电性，改善其电化学性能。以氨基修饰的多壁碳纳米管(NH2-f-MWCNT)为模板，所制备的NH2-f-MWCNT COFTTA-DHTA具有高度有序的孔道结构、高结晶性和高比表面积。多壁碳纳米管作为电子传输的骨架，可以有效改善COF材料的电子传导性能。以NH2-f-MWCNT COFTTA-DHTA作为电极材料在电容器中表现出增强的电化学电容性质。(Chem.Commun.,2017,53,6303-6306)
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