有機骨架材料（Organic Frameworks）是21世紀以來發展為(wei) 迅速的三維多孔材料之一，其中為(wei) 大家熟知的金屬有機骨架材料（MOF）。近十年來，共價(jia) 有機骨架材料（COF）也開始嶄露頭角，在氣體(ti) 吸附、化學分離、催化、化學傳(chuan) 感、光電和儲(chu) 能等領域表現出了強大的應用潛力。共價(jia) 有機框架網絡（COF）作為(wei) 繼有機金屬框架網絡（MOF）之後又一重要的三維有序材料， 當這兩(liang) 個(ge) 研究的熱點聯名起來會(hui) 發生什麽(me) 樣的神奇現象呢？
一
來自不同世界的MOF@COF新多孔材料
美國加州大學體(ti) 係的Pingyun Feng和Xianhui Bu教授團隊開發了一種集成的COF@MOF協同裝配策略，通過MOF:[(M3-(OH)1-x(O)x(COO)6] 型和COF:[B3O3(py)3] 型疊加。采用這種策略，acs構型框架的配位驅動組裝與(yu) COF框架的縮合反應同時發生，並協同作用於(yu) 一個(ge) C3對稱的三聚體(ti) 硼氧化合物分子（tpb）中。
圖1 交替的三聚體(ti) 和金屬簇骨架結構
圖2 CPM-100的NH3-吸附等溫線及NH3濃度的比較
二
COF@MOF複合膜的選擇性分離
由於(yu) 新型膜材料在許多領域的應用，特別是在節能分離技術中具有重要的應用價(jia) 值，因此對新型膜材料的研究一直受到學術界和工業(ye) 界的關(guan) 注。吉林大學的裘式綸教授課題組與(yu) 法國國家科學研究中心的Valentin Valtchev教授證明了MOF可以生長在共價(jia) 有機骨架(COF)膜上用於(yu) 製造COF@MOF複合膜。合成的COF@MOF複合膜對H2/CO2混合氣體(ti) 的分離選擇性高於(yu) 單獨的COF和MOF。COF@MOF複合膜在H2/CO2氣體(ti) 對混合分離中，超過了聚合物膜的羅伯遜上界，遠高於(yu) 各自的分離值及COF-300, Zn2(bdc)2(dabco)和ZIF-8膜
圖3 MOF@COF中間層示意圖及分離模型
三
MOF@COF光催化製氫
晶體(ti) 和多孔共價(jia) 有機骨架COFs和金屬有機骨架材料由於(yu) 其有序結構、大表麵積、優(you) 異的可見光吸收率和可調諧的帶隙在光催化H2領域受到了廣泛的關(guan) 注。南京師範大學蘭(lan) 教授通過將NH2-UiO-66共價(jia) 結合固定在TpPa-1-COF表麵，合成了一種具有高表麵積、多孔骨架和高結晶度的新型MOF/COF雜化材料。由此得到的多孔多孔混合材料在可見光照射下表現出的光催化H2演化。
圖4 複合MOF@COF合成路線
四
疏水MOFs@COFs多相選擇性催化
新型多孔核殼材料在分離、能量轉化和催化等方麵具有廣闊的應用前景，因此對其研究具有重要意義(yi) 。中山大學的李教授課題組報導了一種介孔MOFs: NH2-MIL-101(Fe)為(wei) 核心，生成具有介孔 COFs: NUT- COF -1(NTU)為(wei) 外殼的新多孔核殼材料。通過共價(jia) 連接工藝，複合材料NH2-MIL-101(Fe)@NTU具有良好的結晶度和分級孔隙度，並探討了MOFs與(yu) COFs在多相催化中的協同作用。
圖5 NH2 -MIL-101(Fe)@NTU的合成示意圖及多相催化機理
五
MOF@COF核-殼結構實現有機汙染物降解
新型多孔雜化材料具有*的性能，在材料分離、催化等方麵具有廣闊的應用前景，新加坡南洋理工大學的張華教授課題組將MOFs與(yu) COFs相結合，形成了一種新型的MOF@COF核-殼雜化材料，即: 合成了具有高結晶度和分級孔結構的NH2-MIL-68@TPA-COF。NH2-MIL-68@TPA-COF作為(wei) 一種新型的可見光驅動光催化劑，在降解有機汙染物方麵具有廣闊的應用前景。
圖6 NH2 -MIL-68@TPA-COF的合成路線及降解RhB活性
六
MOFs@COFs集成雙室微反應器
MOFs@COFs是一種新型的光催化平台，金屬摻雜的MOFs@COFs作為(wei) 光催化多功能平台發揮著巨大潛力。韓國浦航科技大學博士後Dong-Pyo Kim等人報道了一種新型的光催化多功能平台：一種金屬摻雜的核-殼結構的MOFs@COFs（Pd/TiATA@LZU1）。這種MOF@COF使用含NH2基的MOFs可以直接生長在COF外殼，而不需要額外的功能化步驟。
圖7 Pd/TiATA@LZU1在間歇式和雙室微反應器中的應用
摘選自：材料人
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