共价有机框架（COFs）在环境污染控制中的研究进展

共价有机框架（COFs）在环境污染控制中的研究进展

引用

网易

1.

https://www.163.com/dy/article/JG517Q5E055602MP.html

共价有机框架（COFs）是一类具有高度有序结构的多孔材料，自2005年首次被报道以来，因其独特的结构特性和可设计性，在环境污染控制领域展现出巨大的应用潜力。近日，林化所蒋剑春院士、南京林业大学葛省波副教授等在《Chemical Society Reviews》上发表综述论文，全面总结了COFs及其衍生物在环境污染控制领域的研究进展。

COFs的结构与合成

COFs的结构设计和合成方法是其功能化的基础。传统的COFs合成方法包括超声化学法、微波法和溶剂热法等，近年来又发展出多种新型合成策略。图3展示了COFs合成的演变过程。

图4展示了各种COFs的拓扑结构，包括六方、四方、菱形、星孔、三角、Kagome和3D COFs等。

COFs的合成方法

COFs的合成方法多种多样，包括机械化学、声化学、光化学、等离子体辅助聚合等。图5-8展示了不同合成方法的示意图。

COFs的功能设计与衍生材料

COFs的功能设计主要通过引入功能基团或构建块来实现。图9展示了COFs的功能设计方法，图10展示了COFs衍生材料的合成方法。

COFs在环境污染控制中的应用

COFs在环境污染控制中展现出广泛的应用前景，特别是在大气污染、水污染和土壤污染控制方面。

大气污染控制

COFs在大气污染控制中的应用主要包括光催化还原CO2、H2S转化、NH3吸附等。图13-14展示了COFs在大气污染控制中的具体应用。

水污染控制

COFs在水污染控制中的应用主要包括膜分离、染料吸附、重金属离子去除等。图15-19展示了COFs在水污染控制中的具体应用。

土壤污染控制

COFs在土壤污染控制中的应用主要包括污染物的固相萃取、重金属离子去除等。图20展示了COFs在土壤污染控制中的具体应用。

COFs的未来发展前景

随着机器学习（ML）和人工智能（AI）的发展，COFs的设计和应用将更加智能化。图21-22展示了ML和AI对COFs的影响。

未来，COFs的发展将集中在以下几个方面：

1. 通过合理设计COFs的孔结构，尤其是在骨架内引入高密度活性位点，可以有效提升其功能。
2. COFs具有优异的发光活性，使其成为化学传感器的潜在候选者。
3. 在特定环境下保持COFs功能化稳定性对其循环使用能力至关重要。
4. 未来COFs的发展应集中于简化合成过程和降低生产能耗，采用更经济的原料，以实现大规模生产。