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Interlayer Interactions as Design Tool for Large-Pore COFs

堆积 材料科学 热稳定性 化学工程 纳米技术 化学 有机化学 工程类
作者
Sebastian T. Emmerling,Robin Schuldt,Sebastian Bette,Liang Yao,Johannes Kästner,Bettina V. Lotsch
出处
期刊:ChemRxiv 被引量:5
标识
DOI:10.33774/chemrxiv-2021-lszg0
摘要

Covalent organic frameworks (COFs) with a pore size beyond 5 nm are still rarely seen in this emerging field. Besides obvious complications like the elaborated synthesis of large linkers with sufficient solubility, more subtle challenges regarding large-pore COF synthesis, including pore occlusion and collapse, prevail. Here we present two isoreticular series of large-pore imine COFs with pore sizes up to 5.8 nm and correlate the interlayer-interactions with the structure and thermal behavior of the COFs. By adjusting interlayer-interactionsthroughthe incorporation of methoxy groups acting as pore-directing “anchors”, different stacking modes can be accessed, resulting in modified stacking polytypes and, hence, effective pore sizes. A strong correlation between stacking energy towards highly ordered, nearly-eclipsed structures, higher structural integrity during thermal stress, and a novel, thermally induced phase transition of stacking modes in COFs was found, which sheds light on viable design strategies for increased structural control and stability in large-pore COFs.
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