在温和的合成条件下，实现共价有机骨架的简便制备以及后处理，这对于其在催化和能量存储领域中的广泛应用是非常有必要的。这里，通过液相法合成了化学稳定的BPT-COF和新型PT-COF材料。该过程是通过邻二胺和邻二酮之间的自发缩聚实现的，并且是在非常低的单体浓度下由COF畴的近平衡生长所驱动。该方法可以原位组装COFs和COF-GO杂化材料，并通过真空过滤在任意衬底上形成均匀的导电膜。当用作电催化剂时，所制备的膜表现出快速的析氢反应（HER），显示出低的过电位(10 mA cm-2电流密度时，过电位是45 mV)，和较小的塔菲尔斜率(53 mv dec–1)，这使得该催化剂是活性最高的无金属催化剂。这项研究结果为制备多功能应用的高π共轭COFs材料开辟了一条新的途径。
 
 
Figure 1. 溶剂热法或液相合成法构建COFs的示意图。在稀液相合成策略中，先形成有序成核点，然后在开放体系中生长成COF晶体。
 
 
Figure 2.（a）不同样品的红外光谱。（b）固态¹³C核磁共振波谱。(c)BPT-COF的实验(红色)和模拟(黑色)的PXRD图。(d)BPT-COF的HRTEM图，比例尺20 nm。(e)图(d)中选区的放大视图，比例尺5 nm。(f)、(g)和(h)呈现了PT-COF样品的表征数据。
 

Figure 3．(a)BPT-COF-GO电极的制造示意图。(2) BPT-COF-GO薄膜的SEM图像，比例尺100 μm。(c)EDS元素分布。(d)SEM图像,比例尺100 μm。(e)不同样品的PXRD图比较。
 
  
Figure 4．（a）不同样品在0.5 M H2SO4中的LSV曲线。(b)电流密度为10mA·cm-2时的过电位比较。（c）Tafel曲线。（d）BPT-COF-rGO薄膜的EIS图，插图显示了对应的等效电路图。（e）2000圈CV循环前后的LSV曲线比较。（d）比较了BPT-COF-rGO和先前报道的材料的HER活性。
  
       该研究工作由中科院化学所北京分子科学国家实验室Yunqi Liu和Jianyi Chen课题组于2021年发表在Angewandte Chemie International Edition期刊上。原文：Near-Equilibrium Growth of Chemically Stable Covalent Organic Frameworks-Graphene Oxide Hybrid Materials for the Hydrogen Evolution Reaction。

转自《石墨烯研究》公众号