南京理工大學李健生教授團隊 Small:超輕且穩固的共價有機框架纖維氣凝膠
2024-03-02 來源:高分子科技
共價有機框架(COF)因其具有多樣的結構和功能、永久的孔隙率和高比表面積,已被廣泛應用與儲能、催化、分離和環境修復等領域。然而,COF在實際應用中卻面臨著極大的阻礙:一方面,COF自身的微孔或小介孔不利于擴散和傳質,從而抑制了它們的性能;另一方面, COF通常以難加工的納米或微米級粉末形式存在,其繁瑣的分離程序、難以回收和不可避免的損失極大地阻礙了其實際應用。因此,制備具有等級孔結構和優異機械性能的COF宏觀材料是十分有意義的。
近日,南京理工大學李健生教授團隊報道了一種“外延生長協同組裝”(EGSA)策略,用于制備超輕且穩固的純COFs纖維氣凝膠(FAGs)。該研究采用靜電紡絲工藝將脲基COF配體預包埋于微米級PAN纖維中,然后通過程序升溫使大量納米級COF纖維在PAN纖維表面原位生長并誘導其組裝形成結構穩固的COF/PAN凝膠,最后將PAN模板去除得到由表面長有大量納米級COF纖維的中空微米級COF纖維交聯、纏繞而成的純COF纖維氣凝膠(圖1)。此外,所制備的一系列具有等級孔結構的COF FAGs也是迄今為止密度最低(14.1-15.5 mg cm-3)、機械性能最好且有機溶劑吸附容量最大(CHCl3吸附量>90 g g-1)的純COFs氣凝膠。
圖1:外延生長協同組裝(EGSA)策略制備COF FAGs的示意圖。
圖2:TpPa-1 FAGs的微觀結構及表征。
圖3:EGAS策略的普適性。
圖4:TpPa-1 FAG的機械性能。
圖5:三種COFs FAGs的有機溶劑吸附性能。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202311881
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(責任編輯:xu)
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