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综述:共价有机框架薄膜的制备、性质与应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月15日 来源:European Journal of Organic Chemistry 2.7
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这篇综述系统总结了共价有机框架(COF)薄膜的合成策略与功能化研究进展,重点探讨了高结晶度/多孔性调控、规模化制备挑战及其在电子/光电子领域的应用潜力,为新型功能薄膜材料开发提供了重要参考。
共价有机框架薄膜的制备突破
作为一类由有机单元通过共价键连接的晶态多孔材料,共价有机框架(COF)因其可设计的孔道结构和可调控的物理化学性质,在功能材料领域展现出独特优势。近年来,研究者通过界面聚合、气相沉积和溶液外延生长等方法,成功实现了COF薄膜的定向组装,其中1,3,5-三甲酰基苯与对苯二胺的席夫碱反应体系可制备厚度<100 nm的连续薄膜。
结构调控与性能优化
通过引入芘、卟啉等大π共轭构筑单元,COF薄膜的电荷迁移率可达10-3 cm2 V-1 s-1级。南京邮电大学团队开发的[COF-366]Film在550 nm处表现出显著的光电流响应,量子效率较体相材料提升3个数量级。层间π-π堆叠距离的精确调控(3.2-3.5 ?)是实现高效载流子传输的关键。
应用挑战与前景
尽管COF薄膜在柔性传感器、有机发光二极管(OLED)和忆阻器等器件中展现出优异性能,但大面积单晶薄膜的制备仍面临反应动力学控制难题。最新研究表明,微流体辅助的限域合成策略可将薄膜缺陷密度降低至102 μm-2以下,这为开发新一代可穿戴电子设备提供了材料基础。
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