Trifluoromethyl-Functionalized 2D Covalent Organic Framework for High-Resolution Separation of Isomers

三氟甲基 结构异构体 共价键 位阻效应 共价有机骨架 材料科学 氢键 乙苯 顺反异构 非共价相互作用 有机化学 分子 化学 烷基
作者
Tiantian Ma,Cheng Yang,Hai‐Long Qian,Piming Ma,Tianxi Liu,Xiu‐Ping Yan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (27): 32926-32934 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c05369
摘要

Development of novel functional materials for effective isomer separation is of great significance in environmental science, chemical industry, and life science due to the different functions of isomers. However, the similar physicochemical properties of isomers make their separation greatly challenging. Here, we report the fabrication of trifluoromethyl-functionalized 2D covalent organic framework (COF) TpTFMB with 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB) and 1,3,5-triformylphloroglucinol (Tp) for the separation of isomers. TpTFMB was in situ-grown on the inner surface of a capillary for the high-resolution separation of isomers. The introduction of hydroxyl and trifluoromethyl functional groups with uniform distribution in 2D COFs is a powerful tactic to endow TpTFMB with various functions such as hydrogen bonding, dipole interaction, and steric effect. The prepared TpTFMB capillary column enabled the baseline separation of positional isomers such as ethylbenzene and xylene, chlorotoluene, carbon chain isomers such as butylbenzene and ethyl butanoate, and cis-trans isomers 1,3-dichloropropene. The hydrogen-bonding, dipole, and π-π interactions as well as the structure of COF significantly contribute to the isomer separation. This work provides a new strategy for designing functional 2D COFs for the efficient separation of isomers.
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