摘要:本報(bào)告聚焦微波合成技術(shù)在共價(jià)有機(jī)框架材料(COFs)制備中的應(yīng)用,系統(tǒng)分析其原理、優(yōu)勢、反應(yīng)體系及工業(yè)化前景。微波合成通過極性分子偶極旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn) “體相加熱”,與傳統(tǒng)溶劑熱法相比,反應(yīng)時(shí)間從數(shù)天縮短至 10 秒到 60 分鐘(如 COF-5 合成僅需 20 分鐘),產(chǎn)率提升至 90%,能耗降低兩個(gè)數(shù)量級,且無需嚴(yán)格除氧,可在常壓空氣環(huán)境下操作。
該技術(shù)在亞胺鍵縮合、席夫堿反應(yīng)、硼酸酯縮合等體系中表現(xiàn)出高效性,產(chǎn)物結(jié)晶度高(XRD 衍射峰清晰)、比表面積大(如 COF-5 達(dá) 2019 m2/g)、形貌均勻,兼具良好的熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性。在油水分離(分離效率 > 99.5%)、碘吸附(吸附量達(dá) 7.83 g/g)等領(lǐng)域展現(xiàn)出優(yōu)異性能。
目前,微波合成已實(shí)現(xiàn) 1 小時(shí)內(nèi)合成 300 mg 高結(jié)晶性 COF 的規(guī)?;黄?,但仍面臨普適性不足、批次一致性控制難、高純度單體成本高等挑戰(zhàn)。未來需通過開發(fā)多功能合成路徑、結(jié)合 AI 優(yōu)化工藝、建立標(biāo)準(zhǔn)化體系及推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作,進(jìn)一步釋放其工業(yè)化潛力。