图1. 基于COFs材料的固有增强型光催化策略。
本文亮点
✦MoS2衬底表面生长COF,形成有序异质结构
✦与硅片衬底相比,MoS2衬底表面生长的COF具有面内取向结构
✦高度有序的层间堆叠、给体-受体的定向排列,以及PN结构,为电荷传输提供有效路径,显著提升光化性能
该项研究,通过单分子MoS2诱导COFs薄膜自组装技术,构筑了高取向COFs/MoS2 PN结薄膜,使催化剂内建电场提高了3倍,显著促进了光生载流子分离效率。最终获得了8154 μmol·g-1·h-1的质量活性,显著高于单一催化剂性能。
文献链接
M. Liu, Y. Xu, Y. Liu, S. Shang, W. Gao, X. Wang, J. Hong, H. Xu, C. Hua, Z. You, Z. Zhou, S. Guo, Y. Liu, J. Chen, Constructing Large-Area Oriented Covalent Organic Framework Based PN Heterostructure Films to Enhance Artificial Photosynthesis of H2O2, Angew. Chem. Int. Ed.. 2025, 64, e202505491.
https://doi.org/10.1002/anie.202505491
9 Journal of the American Chemical Society:快速合成晶习可控的单晶共价有机框架
图1 大尺寸单晶COF-300的晶体生长路线(右上角的框显示了COF-300单形和复形结构)。
图2 “催化剂-调节剂”双变量精准调控单晶COF-300的晶体习性。
本文亮点
✦提出缩醛/苯胺调控策略,研究三维晶体生长习性
✦实现大尺寸COF-300单晶的快速高效生长,1h生长到60 mm;48h生长到120um;30天生长到300 um
文献链接
Wenqiang Gao†, Ziao Chen†, Jiaxin Hong, YinYue Zhang, Zhao Yang, Minghui Liu, Xinyu Wang, Shengcong Shang, Zewen You, Zhihao Shao, Jichen Dong, Yunlong Guo, Jianyi Chen*, and Yunqi Liu*,Title: Rapid Synthesis of Single-Crystal Covalent Organic Framework with Controllable Crystal Habits, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 18, 15459–15468.
https://doi.org/10.1021/jacs.5c01638
10. Nature Communications:可逆形状记忆二维共价有机框架
2D COF层间可逆滑移调控及其气体分离应用
设计亮点
✦首次提出并定义了“可逆形状记忆二维共价有机框架材料”的概念
✦原位监测可逆形状记忆转换过程,并揭示可逆转换的内在机制。
✦首次发现二维共价有机框架限域孔道内的反常物理现象 - 热冰。
文献链接
Shao, M., Chen, J., Gao, W. et al. Reversible shape memory two-dimensional covalent organic frameworks. Nat Commun 16, 9025 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-64077-8
11. Journal of the American Chemical Society:自拓展熔盐驱动的图案化二维晶体生长
图1 图案化晶体制备及自拓展熔盐驱动晶体生长过程
本文亮点
✦TMD晶体具有多级结构,由顶部的二维晶体与介于晶体和基底之间的中间层组成。
✦揭示了晶体生长过程是由熔融盐铺展驱动的,铺展过程既作为微反应器为化学反应提供局域化介质,避免了传统化学气相沉积法的全局成核,同时又作为液态基底将反应限制于液态熔融盐表面,保证了高质量单层二维晶体的生长。
✦实现了二维TMD晶体的可控图案化生长。
文献链接
Self-Expanding Molten Salt-Driven Growth of Patterned Transition-Metal Dichalcogenide Crystals
(J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI:10.1021/jacs.2c02518)
文献链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02518
12. Nature:二维单层聚富勒烯的合成
Figure 1. 二维单层聚合物C60的结构
图1. 单晶XRD测试分析出的qHP C60和qTP C60晶体结构。
本文亮点
✦提出了碳簇代替原子构筑碳材料的新策略
✦融合“自下而上”和“自上而下”的制备方法,合成了新型碳的单晶材料
✦获得了具有适宜带隙的半导体二维碳材料
文献链接
Lingxiang Hou, Xueping Cui, Bo Guan, Shaozhi Wang, Ruian Li,Yunqi Liu, Daoben Zhu, Jian Zheng. Synthesis of a monolayer fullerene network. Nature. 2022.
文献链接:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04771-5
刘云圻院士简介:复旦大学教授,中国科学院院士,发展中国家科学院院士。长期从事分子材料与器件的研究,发展了高性能分子材料的设计思想,提出了性能调控的新方法,合成了具有优异光电性能的新型π共轭分子材料。共发表SCI论文600余篇,他人引用3万余次,h因子大于80,获授权中国发明专利70项,出版专著两部及19章节;在国内外学术会议上做大会/邀请报告150余次。2007,2016年获国家自然科学二等奖各一项,2017年获北京市科学技术一等奖一项,十次获中国科学院优秀导师奖等。2014, 2015, 2016和2017年入选汤森路透全球高被引科学家目录
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