【摘 要】
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共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,简称COFs）是一种新型的晶态多孔聚合物,在设计合成时能够将有机组分精确地插入其拓扑结构中,从而形成周期性拓展的网络框架和有序的纳米孔道。研究人员开发了不同的COFs合成方法,其中溶解热合成法是最常用的方法,但是此方法存在反应时间长（3-7天）、反应温度高等问题。传统的COFs薄膜制备方法如原位生长、界面聚合等方法存在对膜厚度的
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共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,简称COFs）是一种新型的晶态多孔聚合物,在设计合成时能够将有机组分精确地插入其拓扑结构中,从而形成周期性拓展的网络框架和有序的纳米孔道。研究人员开发了不同的COFs合成方法,其中溶解热合成法是最常用的方法,但是此方法存在反应时间长（3-7天）、反应温度高等问题。传统的COFs薄膜制备方法如原位生长、界面聚合等方法存在对膜厚度的控制较为困难、反应时间长、基底适应性差、产量低等问题。基于此,本学位论文旨在开发快速高效、清洁环保、设备简单的COFs粉体合成方法,以及高效和绿色经济的方法来制备连续性、结晶性优异的COFs薄膜方法,以极大地推动COFs领域的发展,主要研究内容具体如下:一、提出了一种从单体膜到COFs膜转换的薄膜制备方法,实现了对构筑单元的高效利用（产率:93%～97%）,符合绿色化学和原子经济学的要求。这种方法可以在硅、玻璃、铟掺杂氧化锡和金等基底上制备高结晶性的COFs薄膜,也可以适用于不同的A2B2单体。结晶性优异的BFBAEB-COF膜、BFBAB-COF膜以及BFBAPy膜均可以通过此方法制备。薄膜厚度可以通过调控单体溶度实现从微米级到纳米级范围的控制,且所得薄膜形貌均一、表面规整。二、微波辅助合成法具有明显缩短反应时间、绿色环保等优点,但是通过这种方法制备COFs的研究相对较少。本节基于“二合一”分子设计策略的A2B2单体通过微波辅助法快速构建了一系列的2D COFs（BFBAEB-COF-MW、BFBAB-COF-MW、BFBAEPy-COF-MW、BFBAPy-COF-MW）。通过优化反应时间、温度和微波辐射功率,大幅度缩短了合成时间,且产率高。通过FT-IR光谱、粉末X射线衍射、SEM表征了COFs的结构、结晶性和形貌,结果显示这些COFs具有结晶性优异、比表面积高、形貌均一的特征,说明此方法能够用于快速构建基于A2B2策略的2D COFs。
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