Recent progress in covalent organic framework thin films: fabrications, applications and perspectives

Wang, Han; Zeng, Zhuotong; Xu, Piao; Li, Lianshan; Zeng, Guangming; Xiao, Rong; Tang, Zhiyong; Huang, Danlian; Lai, Cui; Jiang, Dongliang; Liu, Yang; Yi, Huan; Qin, Lei; Ye, Shujing; Ren, Xin; Tang, Wangwang

doi:10.1039/c8cs00376a

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“…COF structures have been characterized by various analytical methods . For determining the chemical structure, solid‐state 13 C NMR and infrared spectroscopy are widely used to characterize the bond formed between the knot and linker in the COF structure.…”

Section: Designer Structuresmentioning

confidence: 99%

“…COFs are a class of polymers that are topologically designed and synthetically controlled to combine such features, which have been inaccessible with other organic polymers. The great efforts in terms of design and synthesis over the past decade have established the basis of the COF field and demonstrated the scope of structure and function . Figure summarizes the development in publications on the field.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Covalent Organic Frameworks: Chemical Approaches to Designer Structures and Built‐In Functions

et al. 2019

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A new approach has been developed to design organic polymers using topology diagrams. This strategy enables covalent integration of organic units into ordered topologies and creates a new polymer form, that is, covalent organic frameworks. This is a breakthrough in chemistry because it sets a molecular platform for synthesizing polymers with predesignable primary and high‐order structures, which has been a central aim for over a century but unattainable with traditional design principles. This new field has its own features that are distinct from conventional polymers. This Review summarizes the fundamentals as well as major progress by focusing on the chemistry used to design structures, including the principles, synthetic strategies, and control methods. We scrutinize built‐in functions that are specific to the structures by revealing various interplays and mechanisms involved in the expression of function. We propose major fundamental issues to be addressed in chemistry as well as future directions from physics, materials, and application perspectives.

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Section: Designer Structuresmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Covalent Organic Frameworks: Chemical Approaches to Designer Structures and Built‐In Functions

et al. 2019

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“…Die Struktur von COFs ist durch verschiedene Analyseverfahren charakterisiert worden . Für die Bestimmung der chemischen Struktur werden weithin Festkörper‐ 13 C‐NMR‐ und Infrarotspektroskopie verwendet, um die Bindungsbildung zwischen Knoten und Linker in der COF‐Struktur zu charakterisieren.…”

Section: Designerstrukturenunclassified

“…COFs sind eine Klasse von Polymeren, die so topologisch gestaltet und präparativ gesteuert werden können, dass sie diese Eigenschaften kombinieren, wie dies mit anderen organischen Polymeren nicht erzielbar war. Die zahlreichen Arbeiten im letzten Jahrzehnt, die sich mit der COF‐Gestaltung und ‐Synthese befasst haben, bilden die Grundlage für das Gebiet der COFs und belegen die Reichhaltigkeit ihrer Strukturen und Funktionen . Abbildung zeigt die Entwicklung der Veröffentlichungszahlen auf diesem Gebiet in den letzten Jahren.…”

Section: Introductionunclassified

Kovalente organische Gerüstverbindungen: chemische Ansätze für Designerstrukturen und integrierte Funktionen

et al. 2019

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Die Fortschritte der Chemie im letzten Jahrzehnt ebnen neue Wege zur Gestaltung organischer Polymere über Topologiediagramme. Dieser Ansatz ermöglicht das kovalente Zusammenfügen organischer Einheiten zu geordneten Topologien einer neuen Polymerform, den kovalenten organischen Gerüstverbindungen. Dies bedeutet einen Durchbruch in der Chemie, da nunmehr eine molekulare Plattform für die Synthese von Polymeren mit vorbestimmbaren Primärstrukturen und Strukturen höherer Ordnung zur Verfügung steht, ein zentrales Ziel, das über ein Jahrhundert lang angestrebt wurde, mit herkömmlichen Gestaltungsprinzipien aber nicht erreichbar war. Das neue Gebiet entwickelt seine eigenen Eigenschaften, die sich von jenen herkömmlicher Polymere unterscheiden. Unser Aufsatz fasst die Grundlagen und wichtigsten Fortschritte zusammen, wobei der Schwerpunkt auf der Chemie des Strukturdesigns liegt, einschließlich der Grundgedanken, Synthesestrategien und Kontrollverfahren. Wir prüfen integrierte, für die Strukturen spezifische Funktionen, indem wir verschiedene Wechselspiele und Mechanismen aufzeigen, die an der Expression der Funktion beteiligt sind. Wir benennen grundlegende Probleme, die in der Chemie und in zukünftigen Forschungsrichtungen der Physik und Materialwissenschaft zu adressieren sind, und beschreiben Anwendungsmöglichkeiten.

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“…[8] Covalent organic frameworks (COFs) are an ew class of crystalline porous materials built up by covalent bonds between light elements (B,C ,N ,O ,S i). [9] Organic building units are linked covalently into extended 2D or 3D nets. Va rious chemical strategies have been reported for the construction of COFs,i ncluding:1 )boron-oxygen-based linkages,such as the B 3 O 3 boroxine 6-ring or BO 2 C 2 boronate ester 5-ring, [10] 2) C = Ni mine-based linkages, [11] 3) (CN) 3 triazine-based linkages, [12] and 4) other methods,s uch as imidization.…”

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confidence: 99%

A Tale of Two Trimers from Two Different Worlds: A COF‐Inspired Synthetic Strategy for Pore‐Space Partitioning of MOFs

et al. 2019

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The introduction of asymmetry-and size-matching pore-partitioning agent in the form of either am olecular ligand, such as 2,4,6-tri(4-pyridinyl)-1,3,5-triazine (tpt), or ametal-complex cluster,into the hexagonal channels of MIL-88/MOF-235-type (the acs net) to create pacs-type (partitioned acs)c rystalline porous materials is an effective strategy to develop high-performance gas adsorbents.W ehave developed an integrated COF-MOF coassembly strategy as anew method for pore-space partitioning through the coassembly of [(M 3 -(OH) 1Àx (O) x (COO) 6 ]M OF-type and [B 3 O 3 (py) 3 ]C OF-type trimers.Withthis strategy,the coordination-driven assembly of the acs framework occurred concurrently and synergistically with the COF-1-type condensation of pyridine-4-boronic acid into aC 3 -symmetric trimeric boroxine molecule.The resulting boroxine-based pacs materials exhibited dramatically enhanced gas-sorption properties as compared to nonpartitioned acs-type materials and are among the most efficient NH 3 -sorption materials.

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Recent progress in covalent organic framework thin films: fabrications, applications and perspectives

Abstract: This review presents a comprehensive summary of the synthesis and applications of covalent organic framework thin films.

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Covalent Organic Frameworks: Chemical Approaches to Designer Structures and Built‐In Functions

Covalent Organic Frameworks: Chemical Approaches to Designer Structures and Built‐In Functions

Kovalente organische Gerüstverbindungen: chemische Ansätze für Designerstrukturen und integrierte Funktionen

A Tale of Two Trimers from Two Different Worlds: A COF‐Inspired Synthetic Strategy for Pore‐Space Partitioning of MOFs

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