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　　共价有机框架材料（简称COFs）是一种新型的有机材料，由共价键连接的有机分子构成，具有高度的结晶性、可调性和多样性。其结构类似于无机晶体，由共价键连接的有机分子构成，形成三维的网络结构。COFs的结构可以通过有机合成方法进行设计和调控，可以实现不同的结构和功能。
　　共价有机框架材料的性能特点：
　　1、多孔性及大的比表面积
　　孔隙是指除去客体分子后留下的多孔材料的空间。多孔性是材料应用于催化、气体吸附与分离的重要性质。材料的孔径大小直接受有机官能团的长度影响，有机配体越长，除去客体分子后材料的孔径越大。
　　比表面积是评价多孔材料催化性能、吸附能力的另一重要指标，因此人们不断改变有机框架材料材料金属中心和连接臂的主要目的之一就是使材料具有更大的比表面积。
　　2、结构与功能多样性
　　有机框架材料材料可变的金属中心及有机配体导致了其结构与功能的多样性。有机框架材料材料金属中心的选择几乎覆盖了所有金属，包括主族元素、过渡元素、镧系金属等，其中应用较多的为Zn、Cu、Fe等。不同金属的价态、配位能力不同也导致了不同材料的出现。而对于有机配体的选择，则从早易坍塌的含氮杂环类配体过渡到了稳定性好的羧酸类配体。
　　3、不饱和的金属位点
　　由于二甲基甲酰胺（DMF）、水、乙醇等小溶剂分子的存在，未饱和的金属中心与其进行结合来满足配位需求，经过加热或真空处理后可以去除这些溶剂分子，从而使不饱和金属位点暴露。这些暴露的不饱和金属位点可以通过与NH3、H2S、CO2等气体配位而达到气体吸附和分离的作用，也可以与带有氨基或羧基的物质进行配位，从而使有机框架材料材料作为药物载体或肽段分离的有效工具;此外，含有不饱和金属位点的有机框架材料材料亦可作为催化反应的催化剂加速反应的进行。

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有机多孔材料其结构是怎样的呢？欢迎咨询

　　POF材料，即有机多孔材料，是近几年才被人们重视起来的一类微孔（孔道尺寸一般小于2纳米）材料。顾名思义，POF材料是*由有机基块构筑的，具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子，同时含有多于一个的卤代基（或硼酸、醛基、氨基、氰基等）可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接，从而形成无限连接的聚合物材料。
　　有机多孔材料是近材料领域的热点研究领域，其中共价三嗪环骨架（CTFs）由于具有丰富的氮原子和稳定的化学结构，在气体分离分离、光催化以及能源储存等领域具有很大的应用前景，然而传统的共价三嗪骨架材料一般通过离子热法或通过强酸催化的方法制备，这些方法制备条件苛刻、单体来源有限，因而限制了进一步发展和大规模制备。
　　有机多孔材料的结构。POF的结构可以是晶态的，也可以是无序的，这和合成它们的聚合反应的选择有很大的关系。由于合成POF结构的有机基块多会选择对称性较高、刚性的小分子，一般认为，就算是对于无序的结构，有机基块还是会按照一定的连接方式聚合，从而在微观尺寸上形成理想的规则的结构。
　　有机多孔材料的微孔结构具有可调控、可修饰性。鉴于POF的结构*由有机基块组成，依托于现在发展出的具有很高的定向性的有机合成技术，可以有效的对POF的微孔结构进行大小和形状的调控以及功能的修饰。例如：使用结构相似、尺寸较大的有机基块可以得到孔道尺寸更大的同系列化合物；使用带有某些功能基团的有机基块可以将功能性引入到POF的孔道中。

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使用共价有机框架材料时，需要注意以下几个方面欢迎咨询

　　共价有机框架材料（简称COFs）是一种新型的有机材料，由共价键连接的有机分子构成，具有高度的结晶性、可调性和多样性。其结构类似于无机晶体，由共价键连接的有机分子构成，形成三维的网络结构。COFs的结构可以通过有机合成方法进行设计和调控，可以实现不同的结构和功能。
　　在使用共价有机框架材料时，需要注意以下几个方面：
　　1、合成方法：COFs的合成方法比较复杂，需要高度纯净的有机原料和严格的反应条件，操作时需要注意安全和环保。
　　2、结构表征：COFs的结构表征需要使用X射线衍射等高级技术进行，需要专业的仪器和技术支持。
　　3、稳定性：COFs的稳定性较差，易受到水分、氧气等环境因素的影响，需要在干燥、惰性气体等条件下保存和使用。
　　4、操作注意事项：在使用COFs时，需要注意避免机械刺激、摩擦、火源等因素的影响，避免引起火灾、爆炸等安全事故。
　　5、应用范围：COFs的应用范围较窄，目前主要应用于气体吸附、分离、催化等领域，需要根据具体的应用需求进行选择和设计。
　　6、环保问题：COFs的合成和应用过程中涉及到一定的有机废料和有毒气体排放，需要注意环保问题，采取相应的措施进行治理和管理。
　　总之，共价有机框架材料是一种具有潜在应用前景的新型有机材料，但在使用时需要注意安全、环保等方面的问题，同时需要根据具体的应用需求进行选择和设计。

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有机多孔材料与无机多孔材料相比有什么优点呢？欢迎咨询

 

　　POF材料，即有机多孔材料，是近几年才被人们重视起来的一类微孔（孔道尺寸一般小于2纳米）材料。顾名思义，POF材料是*由有机基块构筑的，具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子，同时含有多于一个的卤代基（或硼酸、醛基、氨基、氰基等）可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接，从而形成无限连接的聚合物材料。
　　有机多孔材料是近材料领域的热点研究领域，其中共价三嗪环骨架（CTFs）由于具有丰富的氮原子和稳定的化学结构，在气体分离分离、光催化以及能源储存等领域具有很大的应用前景，然而传统的共价三嗪骨架材料一般通过离子热法或通过强酸催化的方法制备，这些方法制备条件苛刻、单体来源有限，因而限制了进一步发展和大规模制备。
　　有机多孔材料的微孔结构具有可调控、可修饰性。鉴于POF的结构*由有机基块组成，依托于现在发展出的具有很高的定向性的有机合成技术，可以有效的对POF的微孔结构进行大小和形状的调控以及功能的修饰。例如：使用结构相似、尺寸较大的有机基块可以得到孔道尺寸更大的同系列化合物；使用带有某些功能基团的有机基块可以将功能性引入到POF的孔道中。
　　有机多孔材料，孔尺寸均一，因此也被称为“有机沸石”。与无机多孔材料相比，POFs具有以下优点：
　　1）构筑单元为有机小分子，有机小分子来源广泛而且种类繁多，使得构筑单元多样化，便于通过构筑单元来调控目标材料的结构和功能；
　　2）以共价键连接形成空间网络结构，具有较好的热稳定性和化学稳定性；
　　3）由轻质元素（C、H、O、N和B等）构成，具有低密度的特性。

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有机多孔材料有什么结构呢？想知道吗？欢迎咨询

 

　　POF材料，即有机多孔材料，是近几年才被人们重视起来的一类微孔（孔道尺寸一般小于2纳米）材料。顾名思义，POF材料是*由有机基块构筑的，具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子，同时含有多于一个的卤代基（或硼酸、醛基、氨基、氰基等）可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接，从而形成无限连接的聚合物材料。
　　有机多孔材料是近材料领域的热点研究领域，其中共价三嗪环骨架（CTFs）由于具有丰富的氮原子和稳定的化学结构，在气体分离分离、光催化以及能源储存等领域具有很大的应用前景，然而传统的共价三嗪骨架材料一般通过离子热法或通过强酸催化的方法制备，这些方法制备条件苛刻、单体来源有限，因而限制了进一步发展和大规模制备。
　　有机多孔材料的结构。POF的结构可以是晶态的，也可以是无序的，这和合成它们的聚合反应的选择有很大的关系。由于合成POF结构的有机基块多会选择对称性较高、刚性的小分子，一般认为，就算是对于无序的结构，有机基块还是会按照一定的连接方式聚合，从而在微观尺寸上形成理想的规则的结构。
　　有机多孔材料的微孔结构具有可调控、可修饰性。鉴于POF的结构*由有机基块组成，依托于现在发展出的具有很高的定向性的有机合成技术，可以有效的对POF的微孔结构进行大小和形状的调控以及功能的修饰。例如：使用结构相似、尺寸较大的有机基块可以得到孔道尺寸更大的同系列化合物；使用带有某些功能基团的有机基块可以将功能性引入到POF的孔道中。

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什么是有机多孔材料？其作用又是什么？欢迎咨询

    POF材料，即有机多孔材料，是近几年才被人们重视起来的一类微孔（孔道尺寸一般小于2纳米）材料。顾名思义，POF材料是*由有机基块构筑的，具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子，同时含有多于一个的卤代基（或硼酸、醛基、氨基、氰基等）可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接，从而形成无限连接的聚合物材料。
    有机多孔材料是近材料领域的热点研究领域，其中共价三嗪环骨架（CTFs）由于具有丰富的氮原子和稳定的化学结构，在气体分离分离、光催化以及能源储存等领域具有很大的应用前景，然而传统的共价三嗪骨架材料一般通过离子热法或通过强酸催化的方法制备，这些方法制备条件苛刻、单体来源有限，因而限制了进一步发展和大规模制备。
    有机多孔材料的结构。POF的结构可以是晶态的，也可以是无序的，这和合成它们的聚合反应的选择有很大的关系。由于合成POF结构的有机基块多会选择对称性较高、刚性的小分子，一般认为，就算是对于无序的结构，有机基块还是会按照一定的连接方式聚合，从而在微观尺寸上形成理想的规则的结构。

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有机多孔材料的出现，对材料领域研究具有重要意义欢迎咨询

　　POF材料即有机多孔材料，是一类微孔（孔道尺寸一般小于2纳米）材料。顾名思义，POF材料是*由有机基块构筑的，具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子，同时含有多于一个的卤代基（或硼酸、醛基、氨基、氰基等）可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接，从而形成无限连接的聚合物材料。
　　有机多孔材料的结构可以是晶态的，也可以是无序的，这和合成它们的聚合反应的选择有很大的关系。由于合成POF材料结构的有机基块多会选择对称性较高、刚性的小分子，一般认为，就算是对于无序的结构，有机基块还是会按照一定的连接方式聚合，从而在微观尺寸上形成理想的规则的结构。
　　POF材料的微孔结构具有可调控、可修饰性。可以有效的对POF的微孔结构进行大小和形状的调控以及功能的修饰。
　　有机多孔材料具有很高的稳定性。稳定性是材料在应用过程中必须面对的问题，而多孔材料因为其空旷的结构很容易导致稳定性的下降。POF的一个特点就是其具有很高的热稳定性和化学稳定性，这源于POF的框架都是通过结合力很强的共价键连接的。
　　POF材料具有有序的微孔结构。POF的微孔结构可以通过材料对氮气等分子作为探针的吸附行为的测试来研究。研究显示，POF一般具有尺寸分布很小的微孔结构，也侧面说明了POF结构微观尺寸上的规则性。而有序单一的微孔结构对于气体存储、小分子分离、催化剂等的担载以及主客体化学的应用和研究都有很大的意义。

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对于有机多孔材料的成长过程你了解多少！欢迎咨询

　　有机多孔材料的成长过程：
　　多孔材料包括共价有机骨架材料（COFs）、共轭微孔聚合物（CMPs）、多孔芳香骨架材料（PAFs）等，是一类新型的具有高比表面积、丰富孔内环境的多孔高分子材料。这类材料在气体吸附与贮存、催化、电子等领域表现出优异的应用前景。有机多孔材料到底有多厉害呢？又活跃在什么领域？就跟随小编一起去开开眼界吧！
　　前段时间基因编辑婴儿被推倒风口浪尖，通过基因编辑技术把发生改变的错误的DNA序列剪下来，使人类拥有更加强大的记忆、免疫力、智力甚至是更长的寿命。这一点在有机多孔材料中得以实现，重要的是符合伦理道德哟。材料基因组计划(MGI)正一种崭新的材料研发模式，基于材料基因组学理念构筑出具有丰富拓扑类型和孔道化学性质的庞大结构空间，以用于识别佳的可能材料，为实验研究人员提供理论指导，进而达到提高新材料研发效率和降低人力物力成本的目标。
　　通过模仿COF材料的自然生长过程，开发出了一种基于“似反应连接组装算法”(QReaxAA)的高通量构筑方法，对2D和3D材料的自组装构筑具有很高的成功率(图2)。为了方便地生成各种COF结构和提高组装成功率，该构筑方法采用三种不同的几何定位方式来连接各种GSU中预先设定的反应位点，并针对2D材料的大规模构筑，提出一种“自适应算法”来解决如何设置材料层间距的问题。
　　

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今日详谈有机多孔材料的应用欢迎咨询

       随着经济的发展,能源和环境问题越来越突出。人们为降低温室效应的影响、解决大气中有机气体的污染等问题做了很多探索,其中有机多孔材料的研究成为了一种新的解决方案。越来越多的科研工作者投入到有机多孔材料的设计与合成中,有机多孔材料的意义也不再局限于二氧化碳的捕捉、有机气体的吸附和氢气的储存等领域,而是扩展到催化、分离、药物输送和电池应用等一系列的相关领域。然而,有机多孔材料的迅速发展掩盖不了其在设计、合成及应用方面所面临的挑战。例如,降低超交联多孔聚合物的生产成本并丰富其初始原料,从而制备出低成本、高性能的目标材料,为解决实际问题提供方案;在有机多孔材料的源头设计阶段,深入理解多孔结构的形成机理,并通过有效手段进行控制,制备出高性能的有机多孔材料;充分利用多种致孔方法的优点,设计思路制备多级孔材料;结合有机多孔材料的特点和优势,积极探索其应用,解决当前的能源、环境问题。

　　有机多孔材料是近材料领域的热点研究领域，其中共价三嗪环骨架（CTFs）由于具有丰富的氮原子和稳定的化学结构，在气体分离分离、光催化以及能源储存等领域具有很大的应用前景，然而传统的共价三嗪骨架材料一般通过离子热法或通过强酸催化的方法制备，这些方法制备条件苛刻、单体来源有限，因而限制了进一步发展和大规模制备。

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有机框架材料的分类欢迎咨询

 　　有机框架材料的分类

 
　　有机框架材料是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。一般有机材料都是有两部分组成，即有机配位体和金属中心，分别作为支柱和结点的作用，因此可按组分单元和在合成方面的不同将有机框架材料材料分为以下几大类：
 
　　（1）网状金属和有机骨架材料；
 
　　（2）类沸石咪唑骨架材料；
 
　　（3）莱瓦希尔骨架材料；
 
　　（4）孔、通道式骨架材料；
 
　　上述不同类型的有机框架材料材料只需改变其中结构或其中一个元素就可以互相转化。由于有机框架材料是材料中的有机配体与金属离子可以选择，有机连接配体可以与四价金属离子在内的大多数过渡金属元素相结合，因此可以合成许多新的有机框架材料材料。
 
　　有机框架材料合成方法有多种，近年来又出现了许多新的合成方法，其中主要有：
 
　　（1）溶剂法：是在水或有机溶剂存在下，使用带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜或玻璃试管加热原料混合物，在自身压力下反应得到高质量的单晶；
 
　　（2）液相扩散法：按一定比例将金属盐、有机配体、合适的溶剂混合后，放入玻璃小瓶中，再将小瓶放入大瓶中，把质子化溶剂也放入大瓶中，之后将瓶盖封住、静置，经过一段时间，有机框架材料晶体生成；
 
　　（3）其他方法:近几年又出现了许多新的制法，其中有溶胶-凝胶法、搅拌合成法、固相合成法、微波、超声波、离子热等方法。

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MOF&COF联名应用欢迎咨询

有机骨架材料（Organic Frameworks）是21世纪以来发展为迅速的三维多孔材料之一，其中为大家熟知的金属有机骨架材料（MOF）。近十年来，共价有机骨架材料（COF）也开始崭露头角，在气体吸附、化学分离、催化、化学传感、光电和储能等领域表现出了强大的应用潜力。共价有机框架网络（COF）作为继有机金属框架网络（MOF）之后又一重要的三维有序材料， 当这两个研究的热点联名起来会发生什么样的神奇现象呢？

一

来自不同世界的MOF@COF新多孔材料

美国加州大学体系的Pingyun Feng和Xianhui Bu教授团队开发了一种集成的COF@MOF协同装配策略，通过MOF:[(M3-(OH)1-x(O)x(COO)6] 型和COF:[B3O3(py)3] 型叠加。采用这种策略，acs构型框架的配位驱动组装与COF框架的缩合反应同时发生，并协同作用于一个C3对称的三聚体硼氧化合物分子（tpb）中。

图1 交替的三聚体和金属簇骨架结构

图2 CPM-100的NH3-吸附等温线及NH3浓度的比较

二

COF@MOF复合膜的选择性分离

由于新型膜材料在许多领域的应用，特别是在节能分离技术中具有重要的应用价值，因此对新型膜材料的研究一直受到学术界和工业界的关注。吉林大学的裘式纶教授课题组与法国国家科学研究中心的Valentin Valtchev教授证明了MOF可以生长在共价有机骨架(COF)膜上用于制造COF@MOF复合膜。合成的COF@MOF复合膜对H2/CO2混合气体的分离选择性高于单独的COF和MOF。COF@MOF复合膜在H2/CO2气体对混合分离中，超过了聚合物膜的罗伯逊上界，远高于各自的分离值及COF-300, Zn2(bdc)2(dabco)和ZIF-8膜

图3 MOF@COF中间层示意图及分离模型

三

MOF@COF光催化制氢

晶体和多孔共价有机骨架COFs和金属有机骨架材料由于其有序结构、大表面积、优异的可见光吸收率和可调谐的带隙在光催化H2领域受到了广泛的关注。南京师范大学兰教授通过将NH2-UiO-66共价结合固定在TpPa-1-COF表面，合成了一种具有高表面积、多孔骨架和高结晶度的新型MOF/COF杂化材料。由此得到的多孔多孔混合材料在可见光照射下表现出的光催化H2演化。

图4 复合MOF@COF合成路线

四

疏水MOFs@COFs多相选择性催化

新型多孔核壳材料在分离、能量转化和催化等方面具有广阔的应用前景，因此对其研究具有重要意义。中山大学的李教授课题组报导了一种介孔MOFs: NH2-MIL-101(Fe)为核心，生成具有介孔 COFs: NUT- COF -1(NTU)为外壳的新多孔核壳材料。通过共价连接工艺，复合材料NH2-MIL-101(Fe)@NTU具有良好的结晶度和分级孔隙度，并探讨了MOFs与COFs在多相催化中的协同作用。

图5 NH2 -MIL-101(Fe)@NTU的合成示意图及多相催化机理

五

MOF@COF核-壳结构实现有机污染物降解

新型多孔杂化材料具有*的性能，在材料分离、催化等方面具有广阔的应用前景，新加坡南洋理工大学的张华教授课题组将MOFs与COFs相结合，形成了一种新型的MOF@COF核-壳杂化材料，即: 合成了具有高结晶度和分级孔结构的NH2-MIL-68@TPA-COF。NH2-MIL-68@TPA-COF作为一种新型的可见光驱动光催化剂，在降解有机污染物方面具有广阔的应用前景。

图6 NH2 -MIL-68@TPA-COF的合成路线及降解RhB活性

六

MOFs@COFs集成双室微反应器

MOFs@COFs是一种新型的光催化平台，金属掺杂的MOFs@COFs作为光催化多功能平台发挥着巨大潜力。韩国浦航科技大学博士后Dong-Pyo Kim等人报道了一种新型的光催化多功能平台：一种金属掺杂的核-壳结构的MOFs@COFs（Pd/TiATA@LZU1）。这种MOF@COF使用含NH2基的MOFs可以直接生长在COF外壳，而不需要额外的功能化步骤。

图7 Pd/TiATA@LZU1在间歇式和双室微反应器中的应用

摘选自：材料人

 

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　　什么是有机多孔材料？

　　POF材料，即有机多孔材料，是近几年才被人们重视起来的一类微孔（孔道尺寸一般小于2纳米）材料。顾名思义，POF材料是*由有机基块构筑的，具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子，同时含有多于一个的卤代基（或硼酸、醛基、氨基、氰基等）可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接，从而形成无限连接的聚合物材料。

　　POF的结构。POF的结构可以是晶态的，也可以是无序的，这和合成它们的聚合反应的选择有很大的关系。由于合成POF结构的有机基块多会选择对称性较高、刚性的小分子，一般认为，就算是对于无序的结构，有机基块还是会按照一定的连接方式聚合，从而在微观尺寸上形成理想的规则的结构。

　　POF具有有序的微孔结构。POF的微孔结构可以通过材料对氮气等分子作为探针的吸附行为的测试来研究。研究显示，POF一般具有尺寸分布很小的微孔结构，也侧面说明了POF结构微观尺寸上的规则性。而有序单一的微孔结构对于气体存储、小分子分离、催化剂等的担载以及主客体化学的应用和研究都有很大的意义。

　　POF的内表面积很大。材料的内表面积也是通过氮气等分子作为探针来测试的，可以一定程度上衡量多孔材料吸附小分子的能力。POF材料的内表面积通常在每克1000平方米以上，高于传统的微孔材料沸石分子筛。而PAF-1的内表面积达到每克5600平方米，甚至可以和晶态微孔材料MOF中的媲美。

　　POF的微孔结构具有可调控、可修饰性。鉴于POF的结构*由有机基块组成，依托于现在发展出的具有很高的定向性的有机合成技术，可以有效的对POF的微孔结构进行大小和形状的调控以及功能的修饰。例如：使用结构相似、尺寸较大的有机基块可以得到孔道尺寸更大的同系列化合物；使用带有某些功能基团的有机基块可以将功能性引入到POF的孔道中。

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COF材料简介欢迎咨询

共价有机骨架（Covalent Organic Framework, COF）是一类结晶性的有机多孔材料，基于可逆化学反应将功能单元以共价键的形式连接成高度有序的二维层叠层结构或特定的三维拓扑结构。COF的合成通常在溶剂热体系中进行，采用单一或混合溶剂以溶解部分单体，通过高温及低压条件下长时间反应获得COF微晶聚集体，其间贯穿了包括聚合、结晶、组装等多个过程，因此很难在COF生长中调控其形态、尺寸、表面性质和功能。开发均一可调的COF纳米材料，不仅是多孔有机高分子领域中一个较难解决的课题，而且也会推动COF在更多领域的应用探索。

上海金畔生物提供COF材料单体，同时可以根据研究需要提供定制合成服务。

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