醛基COF單體是構(gòu)建共價(jià)有機(jī)骨架聚合物（Covalent Organic Frameworks，簡(jiǎn)稱COFs）的重要組成部分。COFs是一類以輕元素C、O、N、B等通過共價(jià)鍵連接構(gòu)建，經(jīng)熱力學(xué)控制的可逆聚合形成的有序多孔結(jié)構(gòu)的晶態(tài)材料。醛基COF單體，特別是含有醛基（如-CHO）的有機(jī)分子，在COFs的合成中扮演著關(guān)鍵角色。
醛基COF單體是指分子中含有醛基官能團(tuán)，能夠與其他單體（如含有氨基的單體）通過縮合反應(yīng)形成COFs的有機(jī)分子。這類單體通常具有較高的反應(yīng)活性，能夠在溫和的條件下與其他單體發(fā)生共價(jià)鍵合，形成穩(wěn)定的COFs結(jié)構(gòu)。
1、構(gòu)建多孔材料
醛胺連接：通過醛胺連接反應(yīng)與氨基COF單體結(jié)合，形成亞胺鍵（-C=N-）連接的COFs。例如，均苯三甲醛和對(duì)苯二胺可以合成COF-LZU-1，這種材料具有較高的結(jié)晶度和穩(wěn)定性。
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：醛基COF單體的結(jié)構(gòu)對(duì)所得COFs的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有重要影響。例如，采用D3h對(duì)稱性六節(jié)點(diǎn)醛基單體與C3對(duì)稱性三節(jié)點(diǎn)氨基單體，可以首c報(bào)道具有二重穿插的ceq拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的三維COF材料（3D-ceq-COF）。
2、催化應(yīng)用
異相催化：所合成的COFs可作為催化劑載體應(yīng)用于異相催化領(lǐng)域。例如，將醋酸鈀負(fù)載到COF-LZU1的層間距中，可用于Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)的催化。
空間優(yōu)勢(shì)：構(gòu)成的COFs在催化反應(yīng)中顯示出優(yōu)異的性能，這與其獨(dú)t的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和暴露的芳香環(huán)有關(guān)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提供了更多的活性位點(diǎn)和吸附位點(diǎn)，增強(qiáng)了催化效果。
3、提高氣體存儲(chǔ)能力
高效氣體吸附：合成的COFs在氣體吸附及儲(chǔ)存方面展現(xiàn)出了高的潛能。例如，3D-ceq-COF雖然比表面積不高，但對(duì)CO2、CH4、H2等氣體的吸附表現(xiàn)出色。
吸附位點(diǎn)：這些材料的優(yōu)勢(shì)吸附位點(diǎn)和吸附焓通過密度泛函方法進(jìn)行了計(jì)算，揭示了其高效吸附的微觀機(jī)制。
4、光電轉(zhuǎn)換
半導(dǎo)體性質(zhì)：所合成的COFs具有良好的光電性質(zhì)，使其在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。這些材料的光學(xué)帶隙可以通過選擇不同的構(gòu)筑單元進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光電性能的優(yōu)化。
能量存儲(chǔ)：COFs的高比表面積和化學(xué)穩(wěn)定性使其在能源存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，如儲(chǔ)氫和超級(jí)電容器。
5、定制合成化學(xué)
功能化多樣性：在合成時(shí)可通過選擇不同類型的醛基和氨基單體，實(shí)現(xiàn)對(duì)COFs的功能化設(shè)計(jì)。目前已有超過150種醛基單體用于合成各種功能的COFs。
生物應(yīng)用：還可以設(shè)計(jì)成具有生物相容性的COFs，用于藥物遞送和生物成像等領(lǐng)域。例如，一種含異環(huán)境孔道結(jié)構(gòu)的COF(DEG-HEP-COF)在親/疏水雙抗生素聯(lián)合遞藥中展現(xiàn)了顯著效果。
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