共價三嗪框架化合物(CTF)是一種新型有機多孔材料,具有獨特的芳香族C-N連接(三嗪單元)和無任何弱鍵等特征。由于其合成多樣、穩定、無毒、有機成分簡單等特點,CTF在氣體吸附/分離、污染物去除、能量存儲/轉換、光催化水分解等眾多領域具有廣闊的應用前景。
圖1. 近十年CTF發展歷程時間表
在本綜述中,作者詳細回顧了近十年CTF材料的合成、性能調控和應用探索。
首先,系統總結了CTF的幾何結構、電子特性、結晶性能、二維/三維結構對其電學特性(包括電導和介電作用)以及光學特性(包括折射率、阻尼穩態、吸收等)的影響。
圖 2.(a)使用鹽基模板合成介孔修飾的CTF-1的過程;(b)納米多孔空心聚三嗪的設計
圖 3. D-A和D-π-A體系中的光誘導電子傳輸策略
圖 4.(a)CTF的三種合成途徑;(b)M-CTF中用于消除有機污染物的雙向EDA系統;(c)BC-CTF和Ph-BC-CTF的合成途徑;(d)CTF-HUST-1、CTF-BPCZ和CTF-TPCZ材料的合成過程圖;(e)CTFBIBs的合成途徑和理論結構;(f)CTF-TPMs的合成途徑
圖 5.(a)無模板合成N/S-HMCS的過程;(b-g)由S-CTF材料組成的固體球體的形貌表征;(h)使用超聲波組裝P-CTF以合成NPF@CNFs的過程;(i-m)P-CTF納米微球的形貌表征;(n)sp2c-CTP-4合成的示意圖;(o)sp2c-CTP-4和單體(TMT和TFPB)的FTIR分析;(p)sp2c-CTP-4的NMR;(q)SEM;(r)sp2c-CTP-4的DRS
圖 6. 通過微波和電離熱合成CTF-0的示意圖以及光催化HER、OER、PWOS性能
最后,作者系統指出了CTF當前存在的挑戰及未來發展方向:1)新型CTF設計開發;2)供體-受體設計策略;3)CTF缺陷和晶體結構調控;4)單層或低聚CTF設計開發;5)雜原子摻雜;6)CTF特定結構排列;7)光催化功能評估標準化;8)晶體CTF可持續、環保合成;9)水氧化半反應調控;10)甲烷氧化以及堿性化合物或生物質向有價值分子的特異性轉化;11)光催化劑高效合成;12)三維CTF結構設計。
該工作第一作者是Asif Hayat博士,共同第一作者是Hamid Ali博士,第一單位為江西科技師范大學柔性電子創新研究院、柔性電子江西省重點實驗室,通訊作者是韓國嶺南大學Mohd Zahid Ansari教授和浙江師范大學Yasin Orooji教授。
原文鏈接:Asif Hayat, Hamid Ali, Mohd Zahid Ansari*, Yasin Orooji*. Emerging breakthroughs in covalent triazine frameworks: From fundamentals towards photocatalytic water splitting and challenges, Progress in Materials Science, 2025, 147, 101352. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2024.101352.
作者簡介:Asif Hayat博士簡介:2022年畢業于福州大學化學專業,2022-2024年在浙江師范大學開展博士后研究。他的主要研究興趣集中在光催化方面,如光催化水分解;光催化析氫/氧;二氧化碳光還原為CO、甲烷、H2;金屬/共軛有機框架材料;以及染料的光降解等。Asif Hayat博士目前在Progress in Materials Science、Materials Science and Engineering: R: Reports、Material Today等頂級期刊共計發表SCI論文94篇(其中第一/共一作者37篇,通訊作者25篇),總引用3000余次,h指數34。
招聘信息
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