共价有机框架（COFs）材料合成方法全景导航
2025-11-20 · 系列介绍 · 百灵威授权转载
2005年Yaghi教授的一篇Science正式宣告COFs材料的问世，Yaghi教授成功制备出COF-1，COF-5两个二维材料。
COFs因其具有高结晶度、高电导率、高孔隙率、高热化学稳定性等性能，在催化、气体分离、光电材料、生物医药、能源材料等领域有广阔的应用前景。然而，从精妙的分子蓝图到高品质的COFs晶体，其合成路径的选择至关重要。
为此，我们为您梳理出一份详尽的COFs合成方法指南，助您精准驶入材料研发的快车道！
1. 溶剂热法
· 原理：在密闭容器中，通过高温高压使单体在溶剂中缓慢反应结晶，是最经典、最广泛的方法
· 优点： 反应条件温和可控，易于生成高结晶度、高比表面积的优质COFs。
· 缺点： 反应周期长（通常3-7天），高温高压存在安全风险，产量有限。
· 重要事项： 安瓿瓶的密封性是实验安全与成功的关键！需严格排除空气和水分。
2. 室温溶液法
· 优点： 操作简便安全，成本低，反应快速（数小时至1天），易于规模化生产。
· 缺点： 产物的结晶度和有序度通常低于溶剂热法。
· 重要事项： 单体的溶解性和反应活性是决定成败的核心，需优化溶剂配比与催化剂。
3. 机械化学法
· 优点： 100%原子经济性，无溶剂污染，反应极快（数十分钟至数小时），后处理简单。
· 缺点： 对结晶度的控制更具挑战，产物多为微晶或纳米晶粉末。
· 重要事项： 球磨频率、时间和助磨剂的种类对产物结构有决定性影响。
4. 离子热法
· 优点： 熔融盐可作为模板剂，有助于形成特定孔结构，且易于通过洗涤去除。
· 缺点： 反应温度极高（400°C以上），对设备要求高，适用的单体类型非常有限。
· 重要事项： 必须考虑熔融盐对单体和产物的化学稳定性，避免副反应。
5. 界面聚合法
· 优点： 可直接制备大面积的COFs薄膜，在分离膜、传感器领域具有直接应用前景。
· 缺点： 过程控制复杂，膜的厚度与均匀性难以精确调控，产量较低。
· 重要事项： 界面稳定性和单体扩散速率的精确控制是形成高质量薄膜的核心。
合成方法选择指南
· 追求顶级结晶度与性能？ ➡️ 溶剂热法是您的不二之选。
· 希望快速筛选反应或进行克级放大？ ➡️ 室温溶液法和机械化学法提供高效方案。
· 专注于膜器件应用开发？ ➡️ 界面聚合法是您的起点。
· 践行绿色化学理念？ ➡️ 机械化学法引领无溶剂合成的未来。
百灵威提供COFs合成所需单体：
1. 品种齐全
2. 纯度等级高
3. 接受研发定制
产品清单
单体
1. 醛基类单体
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 1,3,5-Benzenetricarboxaldehyde, 97% 1,3,5-三甲酰苯 | 3163-76-6 | 984491 |
| Terephthalaldehyde, 99%, for synthesis 对苯二甲醛 | 623-27-8 | 956210 |
| Isophthalaldehyde, 98.5% 间苯二甲醛 | 626-19-7 | 117303 |
| 4-Carboxybenzaldehyde, 97%, for synthesis 4-羧基苯甲醛 | 619-66-9 | 944791 |
| 4-Fluorobenzaldehyde, 99% 4-氟苯甲醛 | 459-57-4 | 209533 |
| 4-(Trifluoromethyl)benzaldehyde, 98%, for synthesis 4-(三氟甲基)苯甲醛 | 455-19-6 | 495543 |
| p-Tolualdehyde, 98% 对甲基苯甲醛 | 104-87-0 | 577492 |
2. 胺基类单体
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 4-Bromoaniline, 99% 4-溴苯胺 | 106-40-1 | 232443 危化品 |
| 4-Fluoroaniline, 99% 4-氟苯胺 | 371-40-4 | 168767 危化品 |
| Benzidine, 98% 联苯胺 | 92-87-5 | 166990 危化品 |
| N-Methylaniline, 99% N-甲基苯胺 | 100-61-8 | 128801 危化品 |
| p-Toluidine, 99% 对甲苯胺 | 106-49-0 | 149660 危化品 |
| 4-Nitroaniline, 99% 4-硝基苯胺 | 100-01-6 | 284588 危化品 |
| 4-Chloroaniline, 98% 4-氯苯胺 | 106-47-8 | 137926 危化品 |
| o-Toluidine, 98.5% 邻甲苯胺 | 95-53-4 | 286719 危化品 |
| 2-Bromoaniline, 98%, for synthesis 2-溴苯胺 | 615-36-1 | 959091 危化品 |
| 3-Chloroaniline, 99% 3-氯苯胺 | 108-42-9 | 189559 危化品 |
| p-Phenylenediamine, 99%, reagent grade 对苯二胺 | 106-50-3 | 930202 危化品 |
| 1,3,5-Tris(4-aminophenyl)benzene, 98%, reagent grade 1,3,5-三(4-氨苯基)苯 | 118727-34-7 | 945027 |
3.硼酸类单体
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 2,3,6,7,10,11-Hexahydroxytriphenylene hydrate, 95%, for synthesis 2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯水合物 | 4877-80-9 | 906020 |
| 3-Aminobenzeneboronic acid, 98%, for synthesis 3-氨基苯硼酸 | 30418-59-8 | 924879 |
| 1,4-Benzenediboronic acid, 98% 1,4-苯二硼酸 | 4612-26-4 | 290704 |
溶剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Methanol, 99.5%, for synthesis 甲醇 | 67-56-1 | 904020 危化品 |
| Ethanol, 99.7%, reagent grade, anhydrous 乙醇 | 64-17-5 | 983081 危化品 |
| Dichloromethane, 99.9%, SuperDry, with molecular sieves, water≤30 ppm, J&KSeal 二氯甲烷 | 75-09-2 | 908525促 危化品 |
| N,N-Dimethylformamide, 99.8%, SuperDry, with molecular sieves, Water≤50 ppm, J&KSeal N,N-二甲基甲酰胺 | 68-12-2 | 983353促 危化品 |
分析检测试剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Methanol-d4, 99.8 atom%D 氘代甲醇-d4 | 811-98-3 | 114655促 |
| Chloroform-d, 99.8 atom%D, contains 0.03% v/v TMS 氘代氯仿 | 865-49-6 | 995425促 |
| Acetonitrile, 99.9%, HPLC/ACS 乙腈 | 75-05-8 | 134752 危化品 |
| Ethanol-d6, anhydrous, 99 atom%D 氘代乙醇-d6 | 1516-08-1 | 349944 |
| Methanol, 99.9%, HPLC/ACS 甲醇 | 67-56-1 | 116481 危化品 |
耗材
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Digital stainless steel hotplate magnetic stirrer, with heating, heating temperature range: RT 340℃, power 550 W 数显不锈钢加热磁力搅拌器 | / | 1122416 |
| Magnetic stir bar, PTFE-coated, egg-shaped, A100 (6*10mm), 5 pcs/pack 聚四氟乙烯磁力搅拌子,椭圆型 | / | 1482821 |
| Magnetic stir bar, PTFE-coated, egg-shaped, A200(8-9mm*20mm), 5 pcs/pack 聚四氟乙烯磁力搅拌子,椭圆型 | / | 978702 |
| Short screw thread vials, 2ml, 9mm, 11.6×32mm, with marking spot, clear, large opening 短螺纹样品瓶 ，2ml, 9mm, 11.6×32mm, 透明, 广口, 带书写签 | / | 917753 |
| 5 mm NMR Economy Sample Tube w/ Cap, 7″, High-Throughput 5毫米，高通量经济型核磁管，7英寸 | / | 1001281 |
| Plastic beaker, 30ml, PP, clear, ml/oz double scale, ribs for easy stacking, 10 pcs/pack 塑料烧杯 | / | 914647 |
| TLC silica gel plate (fluorescent indicator), HPTLC, GF254, layer thickness 0.2-0.25 mm, 100*25 mm, 320 pcs/pack 薄层色谱硅胶板(含荧光) | / | 2741209 |
| Spotting capillary tube, 0.5 mm×100 mm 玻璃点样毛细管 | / | 9116399 |
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