Synthesis of Single-Crystal Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks and Uncovering Their Hidden Structural Features by Three-Dimensional Electron Diffraction

化学 共价键 电子衍射 单晶 衍射 结晶学 电子 化学物理 纳米技术 有机化学 光学 量子力学 物理 材料科学
作者
Lejian Deng,Wantao Chen,Guojun Zhou,Ying Liu,Lingmei Liu,Yu Han,Zhehao Huang,Donglin Jiang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
被引量:1
标识
DOI:10.1021/jacs.4c14535
摘要

Two-dimensional covalent organic frameworks (2D COFs) are formed by the polycondensation of geometrically specific monomers to grow covalently connected 2D polygonal polymers over the a–b plane and supramolecular polymerization and/or crystallization of 2D sheets along the c direction to constitute layer architectures. Despite various efforts, the synthesis of single-crystal 2D COFs remains a challenging goal. Here, we report the synthesis of single-crystal 2D COFs, by taking the representative imine-linked TPB-DMTP-COF as an example, to reveal the key synthetic parameters that control the crystallization of 2D COFs. We systematically tune the synthetic conditions including the glassware setup, the degas method, the solvent, the temperature, the modulator, and the reaction time and observed that all these parameters greatly affect the polymerization and crystallization processes, controlling the crystal quality. We found that a homogeneous system with all components dissolved and the presence of a suitable modulator at a temperature of 50–70 °C allows the growth of TPB-DMTP-COF single crystals as isolated individual rods, with tunable diameters of 200 nm to 3 μm and a length of 1–20 μm. The single-crystal structure was characterized by three-dimensional electron diffraction (3DED), which revealed two conformations of trans and cis for the linker in the 2D polymer sheets, which stack in an antiparallel mode to shape the frameworks with double-sized unit cells. These results uncover these hidden structural features which have been overlooked in polycrystalline and single-crystal studies and provide new insights into the synthesis of high-quality single crystals of 2D COFs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
汤姆完成签到,获得积分10
1秒前
Gyy完成签到,获得积分10
2秒前
02完成签到,获得积分10
2秒前
神马都不懂完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
11111完成签到,获得积分10
3秒前
贪玩小蘑菇完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
虚幻的一一完成签到,获得积分10
5秒前
王kk发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
何嘻嘻完成签到,获得积分20
13秒前
1256完成签到,获得积分10
14秒前
五十不同完成签到 ,获得积分10
14秒前
suki完成签到 ,获得积分10
14秒前
jfw完成签到 ,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助20
17秒前
17秒前
imica完成签到 ,获得积分10
17秒前
lizhaonian完成签到,获得积分10
18秒前
hyf567完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
Sofia完成签到 ,获得积分0
19秒前
20秒前
香蕉初瑶完成签到,获得积分10
20秒前
纯真的雁山完成签到,获得积分10
21秒前
曾珍完成签到 ,获得积分10
21秒前
舒适的天奇完成签到 ,获得积分10
22秒前
Sea完成签到,获得积分10
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
plant完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
26秒前
阳光和煦轻风拂面完成签到 ,获得积分10
26秒前
xin完成签到,获得积分10
27秒前
YYA完成签到 ,获得积分10
27秒前
枫叶完成签到 ,获得积分10
28秒前
王kk完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
Statistical Methods for the Social Sciences, Global Edition, 6th edition 600
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
Walter Gilbert: Selected Works 500
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3661140
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3222274
关于积分的说明 9744352
捐赠科研通 2931889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1605300
邀请新用户注册赠送积分活动 757805
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 734569