在潮湿、低浓度环境中，利用波动结构和金属化共价有机框架进行NO2吸附

《Advanced Functional Materials》：NO2 Adsorption at Humid, Low-Concentration Environments Using Undulated and Metalated Covalent Organic Frameworks

氮氧化物污染治理中，新型金属配位共价有机框架材料（CuPc-AQ-COFs(M)）通过结构调控实现低浓度（100ppm）高湿度（75%RH）下高效捕获NO?，干态吸附容量达2.50mmol/g，湿态提升至8.11mmol/g，创低浓度捕获最高纪录。材料具有1nm孔径和倾斜AB堆积结构，氟化亲脂框架抑制水分子竞争吸附，Co/Ni金属位点通过π-配位和电荷转移增强化学吸附。循环测试显示46%再生容量，原位表征与DFT计算证实金属配位主导吸附机制。研究为低浓度气态污染物捕获材料设计提供新范式。

　　

摘要

二氧化氮（NO₂）污染对环境和健康构成严重威胁，因此需要开发能够在实际低浓度和潮湿条件下高效捕获其的先进材料。本研究介绍了一类新型的波动状金属化共价有机框架（COFs；CuPc-AQ-COFs(M)（M = Co/Ni）），专门用于吸附NO₂。通过将酞菁单元、二噁英连接结构和过渡金属位点整合到富含氟基团的疏水框架中，该材料在100 ppm浓度下实现了卓越的NO₂吸附性能：干燥状态下为2.50 mmol g^?1，潮湿状态下（相对湿度75%）为8.11 mmol g^?1，这是目前报道的低浓度吸附效果中的最高值。这种波动状的COFs结构具有约1纳米的孔径和倾斜的AB层叠方式，层间距约为3.52 ?，从而实现了尺寸选择性和结构稳定性。Co/Ni的金属化通过π键合和电荷转移增强了化学吸附作用，而疏水性则防止了水的竞争性吸附。该材料在经过五次循环后仍能保持46%的吸附容量，显示出良好的可再生性。原位DRIFTS和DFT计算表明，NO₂的吸附主要依赖于金属的配位作用，其中Co/Ni位点表现出更强的电子捐赠能力。这项工作为设计能够利用结构可调性和金属整合来应对空气质量挑战的COFs提供了蓝图，推动了它们在环境修复中的应用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。