本文要点:
二维(2D)聚合材料的合成和组装在高反应速率和精确形态控制之间呈现出微妙的平衡。
在这里,作者报道了基于亚胺的2D共价有机框架(COFs)在阳离子表面活性剂稳定的水包油(O/W)乳液液滴界面的纳米限域合成。
在室温下,无需添加额外的催化剂,仅需4.5 h即可制备出高度均匀的纳米胶囊,产率为86%。根据单体和表面活性剂的类型/浓度,NCs具有可调的平均直径和壳厚度。
它们的BET比表面积高达139.0 m2/g,主要由窄分布的约5.0 nm的中孔和1.4 nm的微孔贡献。表面活性剂在反应过程中起到催化剂的作用,有趣的是,它还调节中孔的形成及其尺寸。
理论和实验研究都证实,与没有乳化的情况相比,反应在微液滴界面处被加速了两个数量级。
所得到的碳纳米管可以很好地分散在水中,并且在水基析氢的应用中表现出高效的纳米催化剂。这种微滴界面限制的合成可以促进2D聚合材料的未来发展,用于更高级的应用。
Scheme 1. COF纳米胶囊的界面辅助合成进程
图1. TAPB-BTCA COF的光学图片,SEM, TEM和高分辨TEM
图2. TAPB-BTCA COF的PXRD, N2吸脱附曲线及孔径分布
图3. TAPB-BTCA COF的合成调控及形貌
图4. TAPB-BTCA COF和TAPB-BTCA COF-p的EIS和光电流响应曲线;产氢速率和循环稳定性
图5. COF基材料产氢活性比较
https://doi.org/10.1002/anie.202416980