东南大学汪勇团队在《Angew Chem Int Ed》（《德国应用化学》）上发表共价有机框架高结晶水相合成最新研究成果

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文章导读

你是否想过，仅靠空气就能获取饮用水？东南大学汪勇团队突破性发现：利用电子供体－受体相互作用，首次在水中高效合成高结晶共价有机框架（COFs），打破传统有机溶剂依赖。这项发表于《德国应用化学》的研究，不仅实现克级放大制备，更赋予材料超凡孔隙结构与快速水蒸气响应能力，在自然光照下可持续从干旱空气中集水。这不仅是COFs合成方法的革命，更为解决全球淡水危机提供了绿色新路径。

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（通讯员高菁林）近日，东南大学能源与环境学院、环境功能高分子江苏省重点实验室汪勇教授团队以“Electron Donor-Acceptor Interactions Enabling Aqueous Synthesis of Covalent Organic Frameworks with Unprecedented Crystallinity and Porosity for Water Extraction from Arid Air”（“利用电子供体－受体相互作用水相合成高结晶共价有机框架用于大气集水”）为题在国际期刊《Angew Chem Int Ed》（德国应用化学）上发表研究型文章。

共价有机框架（COFs）是一种通过共价键连接形成的结晶性多孔材料，在能源转化与环境催化等领域展现出巨大应用潜力。然而， COFs的合成通常依赖于复杂的有机溶剂体系，同时由于动力学壁垒和单体水溶性差，直接在水中制备高度结晶与长程有序的COFs结构仍存在巨大挑战。

东南大学汪勇团队在《Angew Chem Int Ed》（《德国应用化学》）上发表共价有机框架高结晶水相合成最新研究成果

在此，研究团队从单体与催化剂分子之间的电子转移性质出发，构建一系列兼具水溶性以及反应活性的电子供体－受体（EDA）络合物中间体。根据动态共价化学的原理，设计合成了一系列不同键接的COFs，同时得益于反应的高度可逆，所制备的COFs均表现出优异的结晶度与超高的比表面积，远优于有机溶剂体系的产物。由于反应体系的均一性，EDA介导COF水相合成策略表现出良好的放大化潜力，在保证结晶度与孔结构的前提下，能够实现单批次克级COFs的制备。该放大合成的COFs展现出优异的水蒸气吸脱附动力学速率，在自然光条件下成功实现连续多日产水，为解决干旱地区淡水短缺问题提供了可持续的技术方案。EDA络合策略不仅解决了“COFs水中筑晶”这一长期挑战，更通过分子层面的电子转移相互作用，实现了结构与性能的双重突破，是绿色化学、功能材料以及环境应用交叉的新范式。