偶氮苯功能化的光響應共價有機框架材料

李閃閃, 趙文娟, 李 輝, 方千榮

(吉林大學無機合成與制備化學國家重點實驗室, 長春 130012)

刺激響應性材料是指在外界條件(光、 熱、 氧化還原及pH等)刺激下其物理性質或化學性質發生相應改變的材料, 這種功能性材料在多個領域有著廣泛的應用, 從而備受關注[1～4]. 偶氮苯衍生物是最常見的刺激響應性材料, 它在紫外線照射和加熱條件下可發生可逆的反-順式異構化反應. 在此異構化過程中, 偶氮苯基團對位碳原子間距由反式異構體中的0.90 nm變為順式異構體中的0.55 nm. 基于這一特殊的結構和幾何變化, 光活性偶氮苯分子被廣泛引入各種超分子聚合物材料[5～11]、 凝膠[12]、 金屬有機框架材料[13～18]以及其它納米材料中[19,20].

共價有機框架(COFs)材料是一種結晶型的多孔有機聚合物. COFs具有高的比表面積、 良好的結構穩定性和可調的規整孔道, 在儲能[21,22]、 光電學[23,24]及催化[25,26]等應用領域顯現出重要的研究價值和廣闊的應用前景[27～30]. 近年來, 將偶氮苯衍生物整合到COFs中的研究相繼出現, Banerjee等[31]通過4,4′-偶氮二苯胺與1,3,5-三甲?；g苯三酚的反應合成了Tp-Azo COF, 隨后將磷酸固定在該COF中, 研究了該COF的質子傳導能力; Zhu等[32]用4,4′-偶氮二苯硼酸與2,3,6,7,10,11-六羥基三苯反應, 制備了Azo-COF; Gao等[33]研究了Tp-Azo COF的CO2-N2選擇性和氣體吸附性能; Banerjee等[34]通過界面結晶的方法將Tp-Azo COF制備成膜, 并研究了其選擇性分子分離性質. 在這些材料中, 偶氮苯結構均存在于COFs的主體骨架中, 并未顯示出可逆的光開關行為. 最近, Trabolsi等[35]利用偶氮苯基團預修飾的構筑單元合成……