Nano Res.[器件]│吴钊峰团队:共价有机框架材料的合成及其在传感器领域的应用

您所在的位置:网站首页 试介绍模板合成法的步骤及优点 Nano Res.[器件]│吴钊峰团队:共价有机框架材料的合成及其在传感器领域的应用

Nano Res.[器件]│吴钊峰团队:共价有机框架材料的合成及其在传感器领域的应用

2024-07-12 14:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

Nano Res.[器件]│吴钊峰团队:共价有机框架材料的合成及其在传感器领域的应用

本篇文章版权为吴钊峰团队所有,未经授权禁止转载。

背景介绍

共价有机框架材料(COFs)是一种新兴的由轻质有机分子基元,通过全共价键连接而形成的晶态多孔材料。由于其具有优异的结构可裁剪性、功能可调性,以及低骨架密度、高孔隙率、开放的孔道结构等特点,迅速引起了科学家们的广泛兴趣。伴随着研究的深入,已经实现了COFs在气体吸附与分离、催化、荧光传感、药物传递、水净化、分子分离、发光二极管及能量存储领域的应用。COFs是一类完全可预先设计的聚合物,具有独特构象和形态,可以产生一个有限的分子空间和界面,与光子、电子、空穴、离子和分子相互作用,为结构设计和功能开发创造了新的分子平台。在这篇综述中,我们首先介绍了COFs及其合成方案,对比分析了不同合成方案的优缺点,进而根据COFs的理化特点和化学传感器的传感过程分析了COFs适合用作化学传感器的原因,并重点介绍了近年来COFs在传感领域的最新进展。

研究介绍

QQ截图20230923114643.jpg

图1.COFs的合成及其在传感器领域的应用

在这篇综述中,我们首先介绍了COFs的结构特点和理化性质及其六种合成方案:即溶剂热合成、微波合成、电离热、机械化学合成、界面合成和室温合成,并介绍了这六种合成方法的优缺点(图1)。

image.png

图2.近年有关COFs的论文发表量及其在检测领域的重要进展其次,COFs是一类可预设结构的聚合物,允许根据应用需求来构建所需的材料结构。同时,COFs独特的构象和形态可以产生规整有序的空间和界面,与光子、电子、空穴、离子和分子相互作用,为结构设计和功能开发创造了新的分子平台,取得了快速发展(图2)。一般而言,化学传感过程需要传感材料与目标检测物进行特异性或选择性接触,从而提高传感检测的灵敏度和选择性。这就需要根据目标检测物的结构特性来预先设计传感材料的结构。因此,COFs的结构可裁剪性、功能可调性、高孔隙率以及开放的孔道结构等特点高度契合了高性能传感器的要求。据此,文章将COFs基传感器分为金属离子传感器、气敏传感器、生物医药传感器以及湿度传感器和PH传感器进行阐述,在此基础上讨论了不同类型的COFs基传感器的检测机理,并按时间顺序介绍了近五年来COFs材料在化学传感领域的研究进展。

image.png

图3.COFs材料发展过程中面临的机遇和挑战最后,我们对COFs材料的合成及其在化学传感领域的应用进行了总结和展望,从材料合成、柔性器件需求、异质结结构构建、仿生结构设计以及多功能应用拓展等9个方面提出了其在未来传感领域可能的发展机遇和挑战供相关研究者参考(图3)。

作者简介

image.png

吴钊峰,男,工学博士(毕业于中国科学院大学),教授,博士生导师,“半导体物理与微纳器件”自治区天山创新团队负责人,新疆固态物理与器件自治区重点实验室副主任,新疆大学物理科学与技术学院副院长。主持国家自然科学基金2项,自治区杰出青年科学基金等省部级项目8项,在 Adv. Funct. Mater、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J 、Sensor actuate B、ACS Sustain. Chem. Eng.、Compos. Sci. Technol.和Carbon等期刊发表SCI论文60余篇,授权发明专利8项,先后荣获中科院“西部青年学者”、新疆维吾尔自治区“天池博士”、“天山雪松青年拔尖人才”和“天山英才”称号。

image.png

孙启花,女,1993年8月生,理学博士(毕业于新疆大学),现任教于新疆大学物理科学与技术学院,近来年在Sensor actuate B、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J、ACS Sustain.、sensors和Carbon等学术期刊发表SCI论文6篇。

image.png

田宁,男1991年10月生,工学博士(毕业于中国科学院大学),现任教于新疆大学物理科学与技术学院,近年来在iScience,J. colloids interface sci., Langmuir等学术期刊发表SCI论文5篇。

image.png

张炜钰,女,1996年2月生,新疆大学物理学博士在读,近来年在Nano Res.、Sensor actuate B.、Compos. Sci. Technol.、sensors等学术期刊以第一作者身份发表SCI论文4篇,申请国家专利3项。

image.png

刘士伟,男,1999年1月生,新疆大学材料与化工专业硕士在读,目前在Nano Res以第二作者身份发表文献一篇。

文章信息

Zhang W, Liu S, Sun Q, et al. Synthesis of covalent organic framework materials and their application in the field of sensing. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-6027-x.

QQ截图20220430103511.png

如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOL ( x-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

  点击分享 收藏 取消收藏 评论: 0


【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3