全有機(jī)框架的出現(xiàn)具有重要意義，設(shè)計(jì)這種結(jié)構(gòu)用于陰離子導(dǎo)電在能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

    有鑒于此，天津大學(xué)姜忠義教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》上發(fā)表的題為“De Novo Design of Covalent Organic Framework Membranes toward Ultrafast Anion Transport”的研究中受生物內(nèi)有效的陰離子運(yùn)輸?shù)膯l(fā)，設(shè)計(jì)了一種利用相轉(zhuǎn)移聚合工藝制備的共價(jià)有機(jī)骨架（COFs）膜材料，該材料實(shí)現(xiàn)了有效的陰離子超快傳輸。

    該研究以1,3,5-三甲酰基苯、QA-官能化酰肼為原料合成了一系列側(cè)鏈季銨鹽框架（COF-QAs）。通過(guò)核磁共振譜儀、紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡（AFM）、透射電鏡等分析了COF-QAs材料的結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)、形貌和粗糙度；通過(guò)重量法蒸汽吸附儀（如下圖，貝士德儀器, 3H-2000PW）表征了材料（COF-QAs）的吸水性能，探究了有機(jī)間隔基的長(zhǎng)度和親水性對(duì)孔道的物理結(jié)構(gòu)和水環(huán)境的影響；最后， 探究了COF-QAs材料側(cè)鏈對(duì)導(dǎo)電性的影響。

    結(jié)果表明，帶有更長(zhǎng)的烷基間隔基的COF-QAs膜，表現(xiàn)出更低的吸水能力。COF-QAs膜在離子濃度（IEC>2.0 mmol g-1）和吸水率（64-80％）的情況下，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗溶脹性能。同時(shí)，姜忠義教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)短的、親水性強(qiáng)的側(cè)鏈有利于提高COF-QAs的陰離子電導(dǎo)率，其中，COF-QA-2膜具有氫氧根離子傳輸?shù)碾妼?dǎo)率值（在80℃時(shí)為212 mS cm-1）。本研究證實(shí)，探索COFs材料作為陰離子交換膜的構(gòu)建單元，可以為開發(fā)高性能的陰離子導(dǎo)電膜搭建一個(gè)平臺(tái)。