张振杰Angew:用于快速检测和有效去除臭氧的COFs

纳米技术 臭氧响应材料技术
纳米疯    2020-12-17    512

  传统的臭氧传感和去除材料仍然具有高能耗和低效率的缺点。因此,寻求具有高效率和宽工作条件的新型臭氧响应材料具有重要意义。研究表明,共价有机骨架(COFs)一些的突出特性,例如有序结构,高孔隙率和优异化学稳定性,使得其在传感和去除应用中极具潜力。

  有鉴于此,南开大学张振杰研究员率先开发了用于臭氧智能感应和有效去除的COFs。

  文章要点

  1)研究人员通过2,5二甲氧基对苯二甲醛(DMTA)和1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)的反应,实现了简单、高产率地合成亚氨基COF材料,TPB-DMTP-COF。PXRD和HRTEM图像显示TPB-DMTP-COF具有较高的结晶度和均匀的孔结构。

  2)值得注意的是,亚氨基COF材料在宽泛的工作条件下(例如,含或不含水分,室温)对低至0。1 ppm的臭氧具有极快的光学响应(不足1 s)。

  3)通过各种表征技术和分析(包括FT-IR、XPS、NMR和固态UV-Vis光谱),研究人员深入揭示了亚氨基COF材料优异性能的机理。研究发现,在没有水分的情况下,臭氧可以亲核攻击亚胺基团,形成硝基、醛基和羧酸基团。而在水分存在的情况下,亚胺基团更喜欢与水分子结合,以促进C=N到C=NH+基团的质子化,从而导致可见的颜色变化。

  4)研究发现,亚氨基COF材料还可以作为优良的臭氧去除剂,有效地将臭氧浓度降低到建议的人体安全限值以下(<0。1 ppm)。得益于COF的有序结构和高孔隙率,亚胺基COF在去除臭氧中显示出比其他材料(例如,活性炭,无定形聚合物,单体,MOF)更好的性能。

  本研究不仅为臭氧传感和去除应用提供了一种新型材料,而且拓宽了COFs的应用范围。

图片.png

图片.png

图片.png

  参考文献

  Dong Yan, et al, Rational Fabrication of Crystalline Smart Materials for Rapid Detection and Efficient Removal of Ozone, Angew。 Chem。 Int。 Ed。, 2020

本文为专栏作者授权科易网发表,版权归原作者所有。文章系作者个人观点,不代表科易网立场,转载请联系原作者。如有任何疑问,请联系ky@1633.com。
热门观点