共价三嗪框架化合物(CTF)是一种新型有机多孔材料,具有独特的芳香族C-N连接(三嗪单元)和无任何弱键等特征。由于其合成多样、稳定、无毒、有机成分简单等特点,CTF在气体吸附/分离、污染物去除、能量存储/转换、光催化水分解等众多领域具有广阔的应用前景。
图1. 近十年CTF发展历程时间表
在本综述中,作者详细回顾了近十年CTF材料的合成、性能调控和应用探索。
首先,系统总结了CTF的几何结构、电子特性、结晶性能、二维/三维结构对其电学特性(包括电导和介电作用)以及光学特性(包括折射率、阻尼稳态、吸收等)的影响。
图 2.(a)使用盐基模板合成介孔修饰的CTF-1的过程;(b)纳米多孔空心聚三嗪的设计
图 3. D-A和D-π-A体系中的光诱导电子传输策略
图 4.(a)CTF的三种合成途径;(b)M-CTF中用于消除有机污染物的双向EDA系统;(c)BC-CTF和Ph-BC-CTF的合成途径;(d)CTF-HUST-1、CTF-BPCZ和CTF-TPCZ材料的合成过程图;(e)CTFBIBs的合成途径和理论结构;(f)CTF-TPMs的合成途径
图 5.(a)无模板合成N/S-HMCS的过程;(b-g)由S-CTF材料组成的固体球体的形貌表征;(h)使用超声波组装P-CTF以合成NPF@CNFs的过程;(i-m)P-CTF纳米微球的形貌表征;(n)sp2c-CTP-4合成的示意图;(o)sp2c-CTP-4和单体(TMT和TFPB)的FTIR分析;(p)sp2c-CTP-4的NMR;(q)SEM;(r)sp2c-CTP-4的DRS
图 6. 通过微波和电离热合成CTF-0的示意图以及光催化HER、OER、PWOS性能
最后,作者系统指出了CTF当前存在的挑战及未来发展方向:1)新型CTF设计开发;2)供体-受体设计策略;3)CTF缺陷和晶体结构调控;4)单层或低聚CTF设计开发;5)杂原子掺杂;6)CTF特定结构排列;7)光催化功能评估标准化;8)晶体CTF可持续、环保合成;9)水氧化半反应调控;10)甲烷氧化以及碱性化合物或生物质向有价值分子的特异性转化;11)光催化剂高效合成;12)三维CTF结构设计。
该工作第一作者是Asif Hayat博士,共同第一作者是Hamid Ali博士,第一单位为江西科技师范大学柔性电子创新研究院、柔性电子江西省重点实验室,通讯作者是韩国岭南大学Mohd Zahid Ansari教授和浙江师范大学Yasin Orooji教授。
原文链接: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.
作者简介:Asif Hayat博士简介:2022年毕业于福州大学化学专业,2022-2024年在浙江师范大学开展博士后研究。他的主要研究兴趣集中在光催化方面,如光催化水分解;光催化析氢/氧;二氧化碳光还原为CO、甲烷、H2;金属/共轭有机框架材料;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等顶级期刊共计发表SCI论文94篇(其中第一/共一作者37篇,通讯作者25篇),总引用3000余次,h指数34。
招聘信息
- 西湖大学徐宇曦课题组 Angew:结晶双孔二维三嗪高分子作为高效电催化的新平台 2024-01-14
- 安徽大学张朝峰/阿德莱德大学郭再萍、张仕林 Energy Environ Sci 综述:用于先进储能的共价三嗪框架的挑战和新机遇 2023-07-09
- 华中科技大学谭必恩教授团队 Angew:通过缩聚反应制备三维结晶性共价三嗪框架 2022-01-19
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