中科院化學所張建玲課題組利用溶有CO₂的水溶液作為溶劑，在室溫下成功合成了COF-LZU1。該COF具有好的結晶性，納米尺寸和高比表面積，可作為非均相催化劑載體。該工作為COF及基于COF的材料的制備提供了新的思路。該工作題為Room‐Temperature Synthesis of Covalent Organic Framework (COF‐LZU1)Nanobars in CO₂/Water Solvent，2018年10月24日發表于Chem Sus Chem（IF: 7.4）

【圖文導讀】

室溫下1,3,5-三甲酰基苯和對苯二胺COF-LZU1在CO₂/H₂O溶劑中反應24h，共聚得到COF-LZU1。從XRD圖可看出隨著CO₂壓力的增加，COF-LZU1的結晶性也隨之增加。

圖1.（a）不同壓力下CO₂/H₂O溶劑中合成的COF-LZU1的XRD，底端的線為模擬的COF-LZU1的圖案；（b-d）4.5MPa下合成的COF-LZU1的SEM圖像，反應時間為24h

圖2.4.5MPa下合成的COF-LZU1的N₂吸附-解吸等溫線，插圖為孔徑分布曲線

由于納米級尺寸，分級微孔和中孔結構和高表面積，COF-LZU1有望作為催化劑的載體。該工作通過4.5 MPa合成COF-LZU1過程中還原K₂PdCl₄得到Pd/COF-LZU1，并將其用于催化苯乙炔的選擇性加氫。

圖3.Pd/COF-LZU1的TEM（a, b）和HRTEM（c）圖像和Pd納米顆粒的粒徑分布圖（d）

圖4.Pd/COF-LZU1苯乙炔的選擇性加氫催化活性（a）和重復使用性（b）

圖5.Au/COF-LZU1的TEM（a）和HRTEM（b）圖像；4-NP在水溶液中用Au/COF-LZU1催化劑還原過程的紫外-可見吸收光譜（c）

圖6.Cu-COF-LZU1的SEM（a）,TEM（b）元素分布（c），XANES (d)和EXAFS（e）；Cu-COF-LZU1的Cu K-edge, N1s XPS (f) 及 Cu 2p XPS (g)

【小結】

中科院化學所張建玲課題組提出了一種方便快捷，低能量消耗，環境友好的制備COF-LZU1的新途徑——室溫下在CO₂/H₂O溶劑中合成。合成的COF-LZU1具有好的結晶性，納米尺寸和高比表面積，可用作非均相催化劑載體。負載Pd和Au的COF-LZU1分別在在催化苯乙炔的選擇性加氫和將4-NP還原為4-AP過程中表現出高的催化活性和穩定性。