共价有机框架(COF)资料是一类新型的晶态有机多孔资料，由活性有机单体通过共价键构修而成。COF资料因其拥有结晶度高、组织及孔径可调、安静性好等长处而正在吸附、分手、传感、催化、电池和储能等多个范畴受到了越来越多的合切。凭借区别组织的含醛基及氨基单体构修基于亚胺键连合的COF资料已被豪爽报道，然而，基于亚胺键连合的COFs资料正在某些条款下(如强酸、碱或氧化、还原剂)，安静性受到挑衅，某种水平上节造了其使用。人们采用了多种计谋来进步亚胺COF的安静性，此中，基于β-酮烯胺组织的COFs是已报道的亚胺类COF中较安静的一品种型。与其他亚胺类COF区别，这种COF的变成平常通过两个步伐：第一步是可逆历程，通过经典的可逆席夫碱反映诱导结晶骨架的变成；第二步，基于骨架组织中烯醇-亚胺(OH)花样到酮-烯胺(NH)花样的不成逆转化，且转化历程不影响COF结晶度。这种不成逆的酮-烯胺(NH)组织的变成加强了COF的安静性，网罗正在开水中，乃至正在强酸或强碱溶液中的安静性。
基于β-酮烯胺的COF是通过不成逆的烯醇到酮互变异构造备，这类COF资料结晶度高，正在开水、强酸、强碱等猛烈条款下都浮现出较高的安静性。本综述中，咱们编造总结了基于β-酮烯胺的COF资料的造备手段，网罗粉末、薄膜和泡沫三种样子的造备手段，理会对比了区别合成手段对β-酮烯胺COF结晶度和孔组织的影响。综述了该类COF资料正在荧光传感、储能、光催化、电催化、电池和质子传导中的使用，并对其潜正在的使用远景、大范畴工业造备及他日面对的挑衅举办了预计。
发展1 ：基于β-酮烯胺的COF粉末的造备手段：溶剂热合成法、机器合成法、微波合成法、离子热合成法、水热合成法等
溶剂热法为COF资料经典的造备手段，基于溶剂热法造备β-酮烯胺COF的平常操作如下：(1)将有机单体TP、有机胺单体和催化剂出席含非水溶剂的Pyrex管中；(2)超声波彻底阔别溶液；(3)冷冻溶液，抽真空，向管中充入惰性气体三次，抽线)设定反映温度和反合功夫；(5)通过过滤、离心、溶剂洗涤、索氏分手纯化。溶剂热反映产生正在密封负压境况中，有利于反映十足可逆，反合功夫长，结晶功夫足够。其余，溶剂的品种和比例也会影响产品的结晶度。机器合成法拥有操作轻易、反映条款温和、能耗低等长处，已被通常使用于多孔召集物的造备。Banerjee组起首考试引入一种轻易的、无溶剂的室温机器化学(MC)合成手段来造备β-酮烯胺COF。将Tp和Pa-1 (TpPa-1)、Pa-2 (TpPa-2)或BD (TpBD)置于研钵中室温研磨，获得三种COF的产率均靠拢90%。水热法为不运用有机溶剂正在水中造备COF供应了绿色、大范畴合成的能够。Xu等报道了以水为溶剂，TP与水合肼缩合合成HCOF-1的手段。HCOF-1结晶度高，比皮相积比欺骗有机溶剂合成的COF大。其余，水热法还进步了出产效能(从几天下降到几幼时)。更苛重的是，水热合成冲破了溶剂热合成的限度性，为大范畴造备COF供应了一种绿色可行的手段。
除了粉末COF的造备表，COF薄膜的造备也越来越受到人们的合切。将TP十足阔别正在正己烷中，而水合肼和对甲苯磺酸(PTSA)则消融正在DI水中。将PEI妆点的PES衬底笔直固定正在扩散池上，室温下举办2次单向扩散合成，变成TpHz/PES膜。受益于单向扩散合成，正在衬底顶部TpHz单侧成长。结果，变成的TpHz采取层是完全陷的，很是薄。
Banerjee等人提出了两种区别类型的COF纳米膜(~300纳米)，由一致的单位构修。采用界面合成法，将TP消融正在二氯甲烷(DCM)中，将AZO或3,8-二氨基-6-苯基苯胺(DPP)和PTSA消融正在水中，合成COF薄膜。室温下静置72 h，获得TP-Azofiber和TP-DPPfiber薄膜。以三氟乙酸为催化剂，正在干燥的DCM中，TP与二胺(偶氮和DPP)缩合反映，70℃回流36 h，合成COFsphere膜。他的团队还报道了四种运用界面合成造备的COF薄膜。TP消融正在DCM，倒入烧杯中，并出席水举办隔离。再将BPY、AZO-PTSA，或三胺[4,4，4-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三酰基) 三(1,1-联苯)三苯胺(Ttba)、4,4，4-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺(Tta)]溶于水或乙腈，终末将该溶液舒徐就寝正在间隔溶液上。反映容器正在室温下保留72幼时，以获取界面处变成的COF薄膜。
二维COF的发光很容易因为层间π-π叠加或分子内挽救猝灭。纳米带能够节减π-π堆集进而使其拥有高的荧光。Qiu等欺骗Bpy和TP合成Bpy-COF，通过研磨和超声辅帮剥离获得相应的Bpy-NS纳米带。Bpy-NS的荧光强度随Al3+浓度线μM时抵达均衡。荧光强度进步了15.7倍，荧光量子产率进步到1.74%。
2015年，Murugavel等人报道了两种β-酮胺基COF (TAPB-TFP 和iPrTAPB-TFP))举动多硝基化合物(PA, DNT, p-DNB和m-DNB)的荧光传感器。TAPB-TFP是1,3,5-三(4′-氨基苯基)苯(TAPB)与TP正在溶剂热条款下的缩合产品。iPrTAPB- TFP是由1,3,5-三(4-氨基-3，5-异丙基苯基)苯(iPrTAPB)和TP举动召集单体合成的。正在区别浓度的多硝基化合物(如PA、DNT、p-DNB和m-DNB)的存鄙人，荧光被有用猝灭。值得注视的是，PA是全数多硝基芬芳族化合物中最有用的淬灭剂，这能够是因为质子从PA转动到COF的氮原子上。Ajayaghosh等正在EB和TP的根源上造备了共价有机框架(EB-TFP)。它能够正在水中剥离变成二维离子共价有机纳米片(EB-TFP-ICONs)，用于双链DNA (dsDNA)的采取性检测。正在这种情状下，出席cDNA链前后正在600 nm处的荧光强度有明显分别。β-酮烯胺基COF正在酸性溶液中阐扬出很高的安静性，能够举动pH检测仪使用。Liu等以2,5-二甲氧基对苯二甲酰肼和TP为原料，正在溶剂热条款下合成COF-JLU4。COF-JLU4结晶度高，孔隙率好，光致发光本能强。同时，因为骨架的酮胺花样，COF-JLU4阐扬出优异的水解安静性和阔别性。考查了COF-JLU4正在区别pH值下的荧光强度。结果表白，酸性越强，荧光强度越高，pH=13.0的溶液荧光强度最弱。酸性溶液中氮位点的质子化会导致COF-JLU4的荧光加强和蓝移。
通过TP与各类多功效二胺的反映，能够将很多氧化还原基团引入β-酮胺基COF的骨架中。同时，因为特其余不成逆互变性，这些COF正在酸或碱境况中能够阐扬出很高的安静性。Dichtel等将DAAQ(氧化还原活性种)集成到β-酮胺基2D COF中，获得DAAQ-TFP。该COF初始比电容为(48±10)F/g，正在5000个充放电轮回后仍能保留。值得注视的是，单体DAAQ仅阐扬出较低的初始电容((35±7)F/g)，通过几次轮回后，比电容进一步迟缓低落到(21±3)F/g(仅为其初始比电容的60%)。当另一种不含氧化还原活性局限的DAB-TFP COF用作伪电容电极时，其储电荷本能更差(仅为(15±6)F/g)。其余，尽管正在H2SO4电解液中，全数β-酮胺基COF都实行了起码5000个充放电轮回的安静比电容。这些结果阐了然β-酮胺基COF正在电化学储能器件中的使用远景。为了增多DAAQ-TFP COF的活性核心，Dichtel组正在Au衬底进取行TP和DAAQ的慢反映，造备了DAAQ-TFP COF薄膜。造备的COF膜比体积较大的COF能变成更多的氧化活性位点，比电容也越过一个数目级。采用有序取向COF功效化后，电极的电容进步了近400%。
举动一种明净高效的能源，氢是一种很有出息的化石燃料替换品。是以，光催化析氢已成为商讨热门。2018年，Thomas等人造备了两种β-酮胺基COF：TP-EDDA-COF和TP-BDDA-COF，别离包罗炔基和二炔基组织。正在光催化析氢历程中，含二炔基的TP-BDDA-COF的产氢速度(324±10 umol/(h·g))比含炔基TP-EDDA-COF的产氢速度(30±5 μmol/(h·g))高10倍，申明增多COF骨架中的共轭组织能够进步电荷迁徙率，明显进步光催化活性。光催化剂组织中的给电子或受电子单位也能明显进步催化活性。
因为β-酮烯胺基COF杂化资料正在光催化析氢方面的优异本能，商讨职员对其正在光催化CO2还原和光催化降解有机污染物等其他目标的光催化降解本能举办了查究。比如，Zou等人造备了一种含镍的3D COF，采取性地将CO2还原为CO，此中2,2-联吡啶基COF为载体，Ni纳米颗粒高度阔别正在COF孔隙皮相，而TP中酮的位点与Ni-CO2反映中央体之间氢键的互相效用，使CO2正在天生H2前就被还原。造备的COF复合资料(Ni-TpBpy)正在含水条款下5 h内阐扬出较高的CO天生活性(4057 μmol/g)，其采取性(96%)高于析氢采取性(170 μmol/g)。Ni-TpBpy拥有优异的转换数(13.62)和量子效能(0.3%)。其余，该催化剂可反复运用三次，催化活性虽略有低落，但未旁观到大的样子和组织改观。
Giesy等正在室温下将TP与MA勾结，通过机器球磨变成TpMA。TpMA正在可见光映照下，苯酚的降解率抵达87.6%。其余，Qin等报道了含有砜键的TpSD， TpSD可举动光催化剂降解水中的有机染料。正在氙灯可见光映照下，含TpSD COF的罗丹明B (RhB)溶液可正在30min内十足降解。
电化学反映是通过化学键的断裂和变成，实行化学能和电能有用互相转化的一种轻易的式样。正在两个半反映中，还原析氢反映(HER)速率较疾，而析氧反映(OER)受到以下历程的庞大性的波折：(i) OH键断裂；(ii)水分子的解析和电子对的变成；(iii)O=O键的变成。β-酮烯胺基COF是一类可与过渡金属配位的超安静COF，可举动有用的析氧催化剂。Banerjee等通过TP与BPY反映合成了含联吡啶的COF。联吡啶局限可与钴离子配位天生富厚的Co-N活性位点，构修金属-联吡啶分子体例。其余，Co-TpBpy阐扬出明显的线性扫描伏安法（LSV）丈量安静性，尽管正在0.6-1.8 V扫描1000次后，其OER电流保存率仍高达94%。
本综述中咱们编造总结了基于β-酮烯胺COF资料的合成手段，以及其举动光电功效资料的使用。原形上，大大都β-酮烯胺COF都是通过溶剂热法合成的，欺骗此手段合成的量只可抵达毫克级别。固然报道的室温机器研磨手段能够造备克级的β-酮烯胺COF，但合成的COF的结晶度和孔隙率不令人顺心。微波辅帮法能够节减功夫，天生高质料的结晶资料。可是，须要有机溶剂，这导致了豪爽的挥发性有机化合物（VOCs）形成。水热合成是一种绿色手段,但须要较高的温度和较长的反合功夫。对待β-酮胺基COF的进一步开辟，生长一种大范畴、低本钱、绿色的合成手段事理宏大。其余，β-酮胺基COF不单含有豪爽的亲水基团，如C=O, OH和NH，并且拥有优异的光电本能，这能够使这些COF正在他日的生物成像，光热和光动力癌症调理等方面拥有潜正在的使用远景。
主办竣事国度天然科学基金项目（51203127），武汉市青年科技晨曦预备项目（9），湖北省培植厅非凡中青年项目（Q20121509），中海油能源生长股份有限公司惠州石化分公司项目（SH-GS-09-ZC-008）。要紧商讨范畴：涂料，胶黏剂,吸水吸油树脂及其他功效高分子资料的合成工艺商讨；无机资料：拥有多孔组织，区别形容、多级组织功效资料的修建及使用本能商讨，包罗介孔资料、多孔骨架资料、MOF、COF、石墨烯、石墨炔等。
李雅琴，武汉工程大学硕士商讨生。2016年至今就读于武汉工程大学化学与境况工程学院。目前正正在商讨少许新型二维COF资料的合成和本能。
Frontiers of Optoelectronics (FOE)期刊是由培植部主管、上等培植出书社出书、德国施普林格（Springer）出书公司海表刊行的Frontiers系列英文学术期刊之一，以搜集版和印刷版两种花样出书。由北京大学龚旗煌院士、西安电子科技大学张新亮教学配合承担主编。
由培植部主管、上等培植出书社主办的《前沿》（Frontiers）系列英文学术期刊，于2006年正式创刊，以搜集版和印刷版向环球刊行。系列期刊网罗根源科学、人命科学、工程技能和人文社会科学四个主旨，是我国遮盖学科最通常的英文学术期刊群，此中13种被SCI收录，其他也被A&HCI、Ei、MEDLINE或相应学科国际威望检索编造收录，拥有必定的国际学术影响力。系列期刊采用正在线优先出书式样，保障作品以最神速率公布。
