活性|华科：基于后修饰的COF多孔材料负载金纳米颗粒的高效催化应用 |硝基苯酚|巯基|

_本文原题：华科：基于后修饰的COF多孔材料负载金纳米颗粒的高效催化应用
多相催化剂以其优异的可分离性和可回收性在化学和化工领域中占有重要地位。金属纳米粒子作为一种重要的多相催化剂，近年来受到越来越多的关注。一般来说,金属纳米粒子具有高的催化活性对许多有机和无机反应在温和的条件下由于其高表面能,同时使金属NPs热力学不稳定,容易聚集成较大的颗粒在长期催化操作,导致催化活性降低,而且限制了它们的应用范围。为了解决这一问题，研究人员采用了多种多孔材料作为金属NPs的支撑宿主，如多孔硅、沸石、多孔碳、金属有机骨架等。而金属NPs在多孔材料上的弱锚定会导致性能的下降，因为多孔材料上没有官能团固定金属NPs 。
共价有机骨架(COFs)是多孔结晶聚合物的杰出代表，由于其优良的可调谐结构和在催化反应、气体存储和光电子器件中的广泛应用而引起人们的广泛关注。近十年来， COFs以其无可比拟的优势成功地作为金属NPs的催化剂载体:首先， COFs表现出优异的热稳定性或化学稳定性，这是多相催化的一个重要特征;其次， COFs的孔隙规则，有利于催化过程中反应底物的进入和反应产物向催化活性中心的偏移;最后，由于其化学可调性， COFs能够被不同的官能团修饰，从而增强NPs与COFs的结合，保持NPs的分散性和长期的催化活性。

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近日，华中科技大学生命学院、国家纳米药物工程技术研究中心张春教授课题组通过后修饰策略，将含硫基团引入到共价有机框架材料，成功构建了粒径分布窄的金纳米颗粒的共价有机框架材料。金纳米颗粒在共价有机框架基底上分布均匀，粒径均一，对硝基苯酚表现出良好的还原催化活性以及催化稳定性。该项研究成果以“ Highly Dispersed Gold Nanoparticles Anchoring on Post-Modified Covalent Organic Framework for Catalytic Application”为题发表在国际著名期刊期刊Chemical Engineering Journal（IF：10.652）上。

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采用后修饰策略，以丙烯功能化COF (a -COF)为原料，其由1,3,5-三甲酰苯1和2,5-双(烯丙氧基)对苯二甲酸二乙酯缩合而成。将1,2-二硫醇与巯基“咔嗒”反应接枝巯基，通过巯基键合反应合成含硫共价有机骨架(S-COF) ，作为载体负载Au NPs 。此外,获得的S-COF负载 Au NPs (Au-S-COF)粒子分布极其窄(4.2?±1.2 nm) ，对硝基苯酚表现出良好的还原催化活性以及催化稳定性。在Au- s -COF非均相催化体系中， Au NPs与COF表面含硫基团之间的强锚定能力增强了Au NPs与COFs的结合，保持了NPs的分散性及其催化活性，从而保证了其长期性能。还证明了Au-S-COF具有良好的可循环性和稳定性，在催化循环后仍保持其晶态和Au NPs的负载。该研究结果为发展高效、稳定的金属纳米颗粒非均相催化剂奠定基础。

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图-A-COF, S-COF和Au-S-COF的合成策略。
论文要点： 1、采用后改性策略合成含硫共价有机骨架(S-COF)；2、COF-supported盟NPs (Au-S-COF)窄粒度分布(4.2?±1.2 海里),分布密度高；3、Au-S-COF具有良好的非均相催化活性、稳定性和可回收性。
综上所述，论文采用后修饰的策略开发了具有致密而灵活的硫醚和硫醇螯合臂的二维多孔COF (S-COF) ，可作为平台合成高度分散的Au NPs 。所得杂化材料Au-S-COF在水中具有良好的分散性能，对4-硝基苯酚的还原具有较高的多相催化活性，稳定性和可回收性良好。Au-S-COF的结晶为Au NPs催化4-硝基苯酚的还原反应提供了相当特异的空间。而且Au-S-COF具有稳定的硫醚和含硫醇的结构，这使其具有良好的稳定性和可回收性，可循环使用10次，其结构和催化活性均不受影响。分页标题
论文链接：
【活性|华科：基于后修饰的COF多孔材料负载金纳米颗粒的高效催化应用】https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719328840