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荧光可调的多组分氢键有机框架材料的构筑
2024-05-24 11:30  

  1、构建双组分氢键有机框架(HOF)晶体,实现白光发射。设计并合成了两个具有相同分子骨架的哑铃型化合物TMB和TMBS。它们都包含作为氢键构筑单元的苯甲酸甲酯单元,不同的是,TMB的连接基为苯环,TMBS连接基为苯并噻二唑。观察到在晶体状态下,TMB和TMBS展现出了出色的自组装能力。TMB可构建出包含溶剂通道的HOF,而TMBS也可构建出二维框架结构。当两者混合时,可构建出双组分氢键有机框架(TC-HOF),发现这些双组分HOF的荧光颜色可以通过调节给体和受体的比例来实现有规律的变化,并成功调配出了白色荧光。总的来说,该研究不仅揭示了TMB和TMBS的光物理和自组装行为,还展示了通过“相似促进共组装”策略构建的双组分HOF的多样性和功能性。这为未来开发新型功能材料提供了重要的参考和思路。

图1.TMS和TMBS分子结构以及不同比例下双组分HOF的荧光显微镜照片。

  2、成功合成了一种新型功能分子DDATAn,它通过氢键作用构建出柔性的多刺激响应的氢键有机框架(HOF)。该HOF不仅对客体和机械力有响应性,还表现出独特的荧光变化特性。研究发现,HOF的荧光颜色可通过甲醇浸泡、加热和冷却等过程实现可逆变化,展现出在防伪领域的潜在应用。利用这种HOF,制备了防伪纸张,通过施加机械力或暴露于甲醇蒸气,可实现荧光图案的隐藏和重现。另外,制备的HOF可以有效地吸附空气中的水,并能释放出吸附的水,可作为一种潜在的收集纯净水的功能材料。这一研究不仅展示了线性分子构建HOF的可行性,还为制备性能更优的HOFs提供了新的方向,有望在气体储存、分子识别等领域发挥重要作用。

图2.(a)DDATAn构建的氢键框架,(b)不同刺激源下的荧光荧光光谱和实物图,(c)吸附空气中的水的速度以及对应的荧光改变图

  3、合成了以吩噻嗪衍生物PTTCN,构建了其HOF,X-HOF-5,并将其应用于Tol和Mcy的高效分离。X-HOF-5中存在包裹Tol的空穴,加热活化后框架结构发生变化,荧光从青色变绿色。活化后的HOF,X-HOF-5a,可以优先吸附Tol,而不吸附甲基环己烷。在1:1混合气体中,对甲苯的选择达97%,并且材料可回收重复利用,且无性能损失。说明设计的HOF具有巨大的应用前景。

图3. PTTCN构建的HOF分离甲苯和甲基环己烷的机理图

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