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  具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)性質(zhì)的多孔晶體材料可以對(duì)外界刺激（溫度、壓力、客體分子等）做出周期性結(jié)構(gòu)的整體協(xié)同變化（即可逆晶體-晶體轉(zhuǎn)化），以實(shí)現(xiàn)其在傳感、吸附分離、氣體儲(chǔ)存、催化等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)異性能。目前，這一特性的研究和利用主要集中在金屬-有機(jī)框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)領(lǐng)域，而在更具柔性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的共價(jià)有機(jī)框架(Covalent Organic Frameworks, COFs)領(lǐng)域，卻因結(jié)構(gòu)表征的困難而鮮有報(bào)道。因此，對(duì)動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制闡明和系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理方面的研究亟需新的突破，以推進(jìn)COF材料成為新一代的動(dòng)態(tài)響應(yīng)材料，并促進(jìn)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)。

  最近，上�？萍即髮W(xué)物質(zhì)學(xué)院章躍標(biāo)課題組與蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院王為課題組開展了聯(lián)合研究，通過(guò)構(gòu)建亞胺鍵的三維穿插網(wǎng)絡(luò)和引入官能基團(tuán)，獲得了首例對(duì)有機(jī)蒸汽分子具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的COF材料（LZU-301），并綜合了粉末X射線衍射、有機(jī)蒸汽吸附、129Xe核磁波譜和結(jié)構(gòu)模擬等表征手段，闡明了該COF材料的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程和機(jī)理，提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)該類材料的基本原理。為了探索動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為在實(shí)際應(yīng)用情景的表現(xiàn)，研究者們測(cè)試了該COF材料的氣體分離性能和多相催化行為。結(jié)果表明，該材料在干燥和濕潤(rùn)條件下都可以實(shí)現(xiàn)CO2和N2混合氣體的有效分離，而且水的存在輔助了框架的打開，從而進(jìn)一步提升了吸附性能。通過(guò)模型反應(yīng)測(cè)試，他們驗(yàn)證了該材料的多相催化性能，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)多孔催化材料提供了新思路。

具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)性質(zhì)的COF材料的綜合表征：粉末X-射線衍射解析（ab），晶型結(jié)構(gòu)的可逆轉(zhuǎn)變（c），溶劑吸附等溫線（d），129Xe核磁波譜（e），CO2的吸附分離穿透曲線（f）。

  目前，該成果已經(jīng)在國(guó)際知名雜志《Journal of the American Chemical Society》在線發(fā)表，章躍標(biāo)為共同通訊作者，其課題組2015級(jí)研究生魏蕾為共同作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金、中組部青年千人計(jì)劃、上科大科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)和上科大-中科院上海高研院低碳能源科學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的支持。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b01097