自石墨烯发现之后，二维共轭共价有机框架（COF）薄膜材料一直是化学、材料等领域的研究热点。该类材料在光电器件、能源存储转化、微纳分离等领域具有广泛的应用前景。然而，目前二维共轭共价有机框架薄膜内部的键合方式主要都是可逆共价键如席夫碱键（-C=N-）或硼氧键（-B-O-），这使得合成的材料容易降解，稳定性低。对于整个领域来说，缺少合适的制备基于高稳定化学键的二维共轭共价有机框架薄膜的方法，使得材料的后续研究犹如空中楼阁。C-C键是一类高稳定的化学键，其已经在传统高分子构筑上获得了广泛的应用。寻找具有普遍适应性的合成方法用于制备由非可逆C-C键构筑的二维共轭共价有机框架薄膜，也就成为了近年来合成化学领域的圣杯之一。近年来，关于如何探寻此圣杯，已经有了一些零星的报道。但可惜已报到的一些方法适应性极低。最近，湖北大学黎明副教授课题组在Angewandte Chemie International Edition上报道了一种在油水界面上基于Suzuki聚合反应合成由C-C键构筑的二维共轭共价有机框架薄膜的方法。该方法操作简单、条件温和、适用性广、原材料易得、可以用于合成二维均聚物和二维共聚物，具有重要的应用前景。

该工作首先仔细分析了Suzuki反应的机理，发现Suzuki反应体系可以拆分为油相和水相；在整个反应循环中，金属转移步只能在界面上发生并且该步是可逆的。基于以上分析，该工作推导出Suzuki聚合反应在合成二维共轭共价有机框架薄膜上应用的可行性及具体实施方法：首先将油溶性单体及催化剂溶解于油相中，将碱溶解于水中，然后将两相置于同一反应容器中并在冰箱中静置一段时间，即可以在油水界面上生成二维共轭共价有机框架薄膜。基于该方法，该工作成功合成了一种具有均匀孔隙的多孔石墨烯材料及一种含有卟啉结构的2DCCOF材料。为了证明2DCCOF的应用价值，本工作使用多孔石墨烯作为沟道材料制备了场效应晶体管（FET），发现该晶体管具有比基于-C=N-键2DCCOF的晶体管大三个数量级的载流子迁移率。另外，该工作还发现多孔石墨烯可作为水裂解产氢（HER）催化剂，其催化效果和N或P掺杂型石墨烯的催化效果相当。这些应用研究将为开发新型的FET沟道材料和无贵金属HER催化剂提供思路。
  本文第一作者为硕士生周登和谭显洋，通讯作者为黎明。黎明博士课题组目前主要从事二维聚合物材料的合成及其在光电、能源、环保方面的应用研究。独立开展工作以来，黎明博士课题组已经在Angew. Chem.、Chem. Sci.、Small、Chem. Eur. J.、Org. Electron. 等著名期刊上发表联系作者论文多篇。
该论文作者为：Deng Zhou, Xianyang Tan, Huimin Wu, Lihong Tian, Ming Li

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201811399）：

Synthesis of C-C bonded Two-dimensional Conjugated Covalent Organic Framework Films via Suzuki Polymerization on Liquid/liquid Interface
Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201811399

导师介绍

黎明
https://www.x-mol.com/university/faculty/14252


来源：X-MOL