IF 27.4！基于氮杂三角环的导电C═C键连共价有机框架及其近红外发射

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通过三氧氮杂三角烯三醛(TATANG)分别与苯二乙腈和联苯二乙腈的Knoevenagel缩合反应，合成了两种近红外(NIR)发射的π共轭共价有机框架(COFs) pTANG1和pTANG2。COFs的形貌受TATANG前体晶体尺寸的影响。这些COFs中的给体-受体相互作用导致小带隙(约1.6 eV)和近红外发射(pTANG1的λmax = 789 nm)。pTANG1每个单元格可以吸收多达9个水分子，伴随着近红外发射的显著猝灭，表明其在湿度传感器中的应用潜力。与魔蓝的p型掺杂显著提高了COFs的电导率，最高可提升8个数量级，其中pTANG1在室温下的电导率达到0.65 S cm−1，是已报道的C═C键连COFs中最高的。1H NMR弛豫测量、温度依赖的荧光光谱和DFT计算表明，较短苯基链接基的更高刚性导致pTANG1比pTANG2具有更延伸的共轭(红移发射、更高的电导率)。

创新点：

1. 设计合成了新型氮杂三角环基共价有机框架

2. 实现了近红外发射和高电导率的协同优化

3. 揭示了分子结构与性能的构效关系

4. 发现了水分子诱导的发光响应现象

5. 突破了C═C键连COFs电导率的历史记录

科研启发：

1. 分子设计对材料性能的精确调控至关重要

2. 多种表征手段的结合有助于深入理解材料特性

3. 理论计算可以为实验结果提供深层次解释

4. 探索材料的实际应用价值可以拓展研究意义

5. 突破性能极限需要创新的分子设计策略

思路延伸：

1. 深入研究分子结构对COFs光电性能的影响规律，通过系统的结构设计优化，建立普适性的构效关系，为开发高性能有机功能材料提供指导

2. 探索新型合成方法和工艺条件，提高材料的结晶度和孔道规整性，增强其在实际应用中的性能表现

3. 研究COFs在其他应用领域的潜力，如气体分离、催化、能量存储等，拓展材料的应用范围

4. 开发新型表征技术，实现对材料结构和性能的精确表征，深入理解构效关系

5. 探索材料在实际应用环境下的稳定性问题，研究降解机制并提出改进策略

6. 发展新型掺杂方法，进一步提高材料的电导率，实现更优异的性能

7. 研究材料与客体分子的相互作用机理，开发新型传感应用

8. 结合计算化学方法，预测和筛选潜在的高性能材料结构

Azatriangulene-Based Conductive C═C Linked Covalent Organic Frameworks with Near-Infrared Emission

Adv. Mater. (IF 27.4)

Pub Date  : 2024-10-21

DOI : 10.1002/adma.202413629

Ehsan Hamzehpoor, Pegah Ghamari, Yuze Tao, Muhammad Ghufran Rafique, Zhenzhe Zhang, Mahdi Salehi, Robin S. Stein, Jorge Ramos-Sanchez, Arnaud W. Laramée, Gonzalo Cosa, Christian Pellerin, Ali Seifitokaldani, Rustam Z. Khaliullin, Dmytro F. Perepichka

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