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化学进展 DOI: 10.7536/PC230824 前一篇   后一篇

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共价有机框架在光催化有机反应中的研究进展

王静怡1†, 许昕1†, 郑仕佳2, 魏丕峰1,*, 安万凯2,*   

  1. 1.临沂大学 化学化工学院 临沂 276000;
    2.河南农业大学 理学院 郑州 450002
  • 收稿日期:2023-09-04 修回日期:2023-12-21
  • 作者简介:魏丕峰 博士,临沂大学化学化工学院讲师,硕士生导师; 从事共价有机框架材料研究,在共价有机框架的设计、合成及其在光催化领域取得一些研究进展,累计发表SCI论文10余篇;
    安万凯 河南农业大学副教授,硕士生导师; 2016年获兰州大学有机化学专业博士学位,师从王为教授; 作为项目负责人先后承担国家自然科学基金、省厅等科技项目; 主要从事功能化有机多孔材料的设计、合成及在催化、环境等中的应用研究,累计发表SCI论文20余篇
    † 同等贡献
  • 基金资助:
    山东省自然科学基金(ZR2020QB038)和国家自然科学基金(21702049)资助

Research Progress of Covalent Organic Frameworks in Photocatalytic Organic Reactions

Jingyi Wang1†, Xin Xu1†, Shijia Zheng2, Pifeng Wei1,*, Wankai An2,*   

  1. 1. School of Chemistry & Chemical Engineering, Linyi University, Linyi, 276000, China;
    2. College of Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou, 450002, China
  • Received:2023-09-04 Revised:2023-12-21
  • Contact: *e-mail: weipifeng@lyu.edu.cn; anwk@henau.edu.cn
  • About author:†These authors contributed equally to this work
  • Supported by:
    the Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2020QB038), and National Natural Science Foundation of China (21702049).
共价有机框架(Covalent Organic Frameworks, COFs)由于其优异的光催化活性成为多孔材料领域的研究热点。与其它多相光催化剂相比,COFs具有规整且可控的结构、大的比表面积、均匀的孔道、良好的稳定性、可回收利用性、合适的能带结构、可调节的吸光范围和易于功能化等优点,使其具有更高的研究潜力和工业化应用价值。近年来COFs在光催化领域的应用突飞猛进,尤其是在光催化有机反应方向取得了巨大进展,极大地促进了COFs的发展。本综述简单介绍一些光功能化COFs的合成策略,如:自下而上(bottom-up)的策略、后修饰方法和复合法,然后总结了COFs光催化反应机理分为能量转移和电子转移两种途径,而后重点总结和讨论COFs作为光催化剂在光催化选择性氧化反应、还原反应、偶联反应、环化反应、聚合反应和不对称有机合成等反应中的最新研究进展,最后对COFs在光催化有机反应中的应用进行总结和展望。
Covalent organic frameworks (COFs) have become one of the research focuses currently in porous materials due to their excellent photocatalytic activity. Compared with other heterogeneous photocatalysts, COFs possess regular and controllable structures, large specific surface areas, uniform pore channels and good chemical/thermal stability. Additionally, COFs have suitable band structures, adjustable absorption range, and are easy to be functionalized and recovered/reused after the reactions. The advantages above surely endow COFs with potential value in fundamental researches and industrial applications. In recent years, the application of COFs in photocatalysis has gained rapid progress, especially in the field of photocatalytic organic transformations. Theses significant works have greatly promoted the development of COFs. In this review, numerous synthesis strategies for photo-functionalized COFs are briefly introduced, e.g., “bottom-up” strategy, post modification and combination method. Then, the photocatalytic reaction mechanisms mediated by COFs are condensed into two pathways, i.e., energy transfer and electron transfer. The latest research progress of COFs as photocatalysts in photocatalytic selective oxidation reaction (oxidation of amines to imines, preparation of sulfoxides through selective oxidation of sulfides, oxidation hydroxylation of arylboronic acids to phenols, and oxidation of N-aryl tetrahydroisoquinoline), reduction reaction (reductive dehalogenation, hydrogenation of nitrobenzene, and hydrogenation of styrene), coupling reaction (C-C cross-dehydrogenative coupling reaction, C-N cross-coupling reaction, and C-S cross-coupling reaction), cyclization reaction, polymerization reaction and asymmetric organic synthesis etc., are succinctly outlined and discussed. Finally, the application of COFs in photocatalysis is summarized and prospected.

中图分类号: 

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