武汉大学化学与分子科学学院大型仪器平台

多孔材料由于在吸附、分离、传感、催化等领域存在广阔的应用前景，一直以来都是化学与材料科学的研究热点。作为近年来兴起的新型有机多孔材料，共价有机框架化合物（Covalent Organic Frameworks, 以下简称COFs）由于具有结构规整、孔道均一等特点而格外引人关注。当前针对二维COFs的研究较多，但三维COFs的则很少：自2007年首次报道以来，此方面文章数目小于20（包括2篇Science，1篇Nature Chem.）。究其原因，主要是合成难度大，结构解析困难。

通过合理的前体设计并选择合适的连接方式，汪成课题组首次提出了通过[4+4]连接方式来构筑三维COFs的拓扑设计新理念。在前期研究中，他们基于[4+4]连接方式，构筑了第一例具有pts拓扑结构的三维芘COF（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3302-3305），而且是第一例荧光三维COF，可用于爆炸物检测。该成果受到了国际同行的广泛关注（google citation：50，ESI高被引论文），如本领域开拓者、加州大学伯克利分校Omar Yaghi教授在其COF综述（Science 2017, 355, eaal1585）中指出当前只有四种三维COFs的拓扑结构报道，这是第一个具有pts结构的三维COF。

在此基础上，通过采用同样的连接方式，该团队近日报道了第一例卟啉基三维COFs（J. Am. Chem. Soc. 2017, DOI:10.1021/jacs.7b04141）。研究表明，所构筑的卟啉COFs在光照下可产生单线态氧，而且其光催化活性跟卟啉中心的金属有关，可通过调控卟啉中心的金属离子来调控所构筑的三维卟啉COF的性质。此研究为后续构筑功能化三维COFs并探索其在不同领域中的应用打下了坚实的基础。

2014级硕士生林桂庆为上述两篇论文的第一作者，王宝山教授从理论上对拓扑结构进行了确认，为该论文的共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金和湖北省杰出青年基金的资助。

汪成教授是我校化院99级本科生，2003年加入中国科学院化学研究所张德清研究员和朱道本院士课题组攻读博士学位，2008年加入美国西北大学化学系从事博士后研究，师从2016年诺贝尔化学奖得主Fraser Stoddart教授。2012年3月加入学校后，他选择全新的方向开展独立工作。迄今为止发表通讯作者论文22篇，包括Sci. Adv. （1篇）、J. Am. Chem. Soc.（2篇）、Chem. Mater.（1篇）等。

原文链接：

三维芘COF http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b00652

三维卟啉COFs http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b04141

最新成果

武汉大学

化学与分子科学学院

（2017-07-07）JACS报道报道汪成课题组在三维有机多孔框架晶体材料的研究进展