聚集诱导发光基团(AIE-TPE)引入三维框架COF材料照亮你的世界
多孔材料包括共价有机骨架材料(COFs)、共轭微孔聚合物(CMPs)、多孔芳香骨架材料(PAFs)等,是一类新型的具有高比表面积、丰富孔内环境的多孔高分子材料。这类材料在气体吸附与贮存、催化、电子等领域表现出**的应用前景。
三维COF在吸附与分离、催化等方面具有独特优势,但由于在合成、结构解析方面存在较多困难,相关报道较少。针对三维COF构筑基元有限以及拓扑结构匮乏的问题,相关人员提出了[4 + 4]拓扑结构设计策略,即由四面体节点与四边形连接单元构筑成三维框架结构, 鉴于三维COF结构及性质方面的优越性,将**的聚集诱导发光基团(AIEgens)——四苯乙烯(TPE)引入三维框架,以期获得性能独特的多孔材料(如图1)。由于TPE具有优良的固态发光效率和灵活的荧光调控性,在光电转换以及荧光传感等领域应用多,因而将TPE基团引入三维COF材料有望赋予COF独特的性质。考虑到COF的刚性骨架可以限制TPE分子内的振动、转动,因此所得的三维COF有可能具有荧光特性,一方面可为理解AIE产生机理提供新平台,另一方面有望开拓更多不同的应用领域,比如传感、光电子器件等。
采用[4+4]亚胺反应构筑了基于四苯乙烯的三维COF(3D-TPE-COF)的晶体结构示意图(图2)
研究表明,3D-TPE-COF具有较高的热稳定性及化学稳定性,而且在450 nm蓝光激发下可发出黄色荧光。进一步,他们将该COF材料均匀涂覆到日常使用的450 nm峰值波长的蓝色发光二极管(LED)表面,点亮后器件发出白光,成功地制备了一个基于COF的白色发光二极管(如图3所示)。值得注意的是,该器件在电流驱动下连续工作1200小时后,亮度未见任何衰减,表明其具有较高的稳定性和实用价值。此研究为后续三维COF材料的应用拓展奠定了重要的实验基础。