Angew. Chem. Int. Ed.：基于共价有机框架质料层间空天的完好抉择性仿去世量子通讲 – 质料牛

发布时间：2025-12-10 09:05:04 来源： 作者：风口话题

正在去世物体中，基于量子的有机浓度比其余离子低六七个数目级。为克制量子传输、框架空天贯勾通接pH失调，质料择性质料去世物量子通讲必需具备多少远完好的层间抉择性，他们许诺量子快捷传输，好抉可是仿去停止其余残缺离子战份子的传输。对于家养质料去讲，世量要真现那一特色颇为难题。通讲为了真现完好的基于抉择性，去世物量子通讲回支了一种与其余离子通讲不开的有机传输机制，它真正在不需供一个凋谢的框架空天通讲去传输物量，而是质料择性质料外部组成一条连绝的氢键线，量子可能正在线上连绝跳跃，层间那类配合的好抉机制可能停止离子战水份子的迁移，从而真现了完好的量子抉择性。

受此开辟，中国科教院青岛去世物能源与历程钻研所的下军钻研员团队战四川小大教的黄青松教授团队开做，操做共价有机框架质料（COF）的层间空天修筑了具备完好抉择性的仿去世量子通讲。正在以往钻研中，人们同样艰深操做与COF膜垂直的纳米孔传输物量，但那些孔讲比同样艰深离子战份子小大，易以停止离子、份子的传输。可是，本文团队思考到COF真践上是一个层层重叠的构型，层与层之间有着极窄的空天，那些空天的下度比除了量子中的任何物量皆要小，因此可能真现完好的量子抉择性。

正在魔难魔难中，钻研团队证清晰明了任何离子或者份子皆出法散漫经由历程，但量子的散漫速率与本体水的散漫速率处于统一数目级。稀度泛函实际合计批注，水份子战 COF 质料组成氢键线，使患上量子可能连绝跳跃。钻研进一步收现，量子传输速率可能经由历程救命夷易近能团的酸度去调节，酸性强的基团可能提降量子传输速率，但不管何种基团，量子的完好抉择比皆可能贯勾通接。

本文第一做者为四川小大教与中科院青岛能源所的联培专士李琪战青岛能源所专后下宏飞。工做患上到了国家重面研收用意战青岛能源所（山东能源钻研院）自坐布置等名目的反对于。

图 1. TpPa-SO₃H 膜的挨算与表征

图 2. TpPa-SO₃H 层间的完好抉择性量子传输

图 3. 可调控的量子渗透速率

文章疑息：

Qi Li^1,2†, Hongfei Gao^2†, Yongye Zhao², Bo Zhou², Lei Yu², Qingsong Huang^1*, Lei Jiang³, Jun Gao^{2, 4, 5*} Covalent Organic Framework Interlayer Spacings as Perfectly Selective Artificial Proton Channels.  Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202402094

本文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202402094

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