co的价层电子构型，共价有机骨架，COFs常见的表征方法

共价有机骨架概述

共价有机骨架（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一类由碳、氮、氢、氧等轻质量元素通过共价键结合在一起形成的多孔结晶高分子材料。目前，COFs材料主要通过硼化学、席夫碱化学、三嗪化学等多种可逆反应合成，连接方式开发出数十种，包括环硼氧烷、硼酸酯、硼硅酸盐、三嗪、亚胺、脘、环硼嗪、吩嗪、酰亚胺、酰胺、C=C、超配位硅和1，4-二噁英等。

COFs材料具有有序多孔结构、密度低、比表面积高、易于功能化、化学稳定性和热稳定性强等特点，在非均相催化、气体分离、储存、环境与能源、生物与药物传输、光电与传感等诸多领域中有重要的应用前景。COFs材料该如何表征呢？今天给大家介绍几种对共价有机骨架来说常见的表征方法。

共价有机骨架常见的表征方法

1、扫描电子显微镜（SEM）：

使用SEM观察两种COFs的表面形貌。TpBD(NO2)2显示出清晰的树枝晶形态，表面粗糙，树枝晶直径约为80 nm， 树枝状晶体组装成平均直径约为5 μm的球体。显然，还原生成的TpBD (NH2)2的表面形貌与TpBD(NO2)2形貌相似。

图1. TpBD(NO2)2和（d-f）TpBD (NH2)2的SEM图像

2、透射电子显微镜（TEM）：

通过SEM和TEM可以看出， NM-125(Ti)呈现出一种截短的双锥八面体结构，表面光滑，边缘锋利，尺寸约为600 nm，而TpTta-COF呈现出多孔纤维结构和致密层状结构。由于其超薄厚度，TpTta-COF的轮廓和内部几乎是透明的，这有助于提供更多活性位点。NM-125(Ti)与TpTta-COF复合后，TpTta-COF的层状结构变得更加清晰。同时，可以清楚地观察到TpTta-COF层附着在NM-125(Ti)表面上。

图2. NM-125(Ti) (d)、TpTta-COF(e)和NM-125(Ti)0.4@TpTta-COF (f) 的TEM图像

3、能量色散X射线光谱（EDX）：

EB-COF呈不规则形状，球形Fe3O4纳米粒子分布在块状EB-COF的表面。由于Fe3O4纳米粒子负载量过大，因此观察到聚集球团簇。EB-COF@ Fe3O4的EDS图像揭示了Br、Fe、C、N和O原子的存在，进一步证实了EB-COF@ Fe3O4。

图3. EB-COF@Fe3O4中Br、Fe、C、N和O原子的EDS图像

4、红外光谱分析（FT-IR）：

CdS-NH2在1107.22 cm-1处为N-H键的弯曲振动峰。在COFs-Ph红外光谱中，1411.73 cm-1，1509.20 cm-1，1590.94 cm-1为三嗪/苯骨架的特征吸收峰，1742.24 cm-1为C-NH-C键的弯曲振动。CdS-NH2和COFs-Ph的这些特征峰，均出现在COFs-Ph@CdS-3上，只是峰值显示出轻微的位移。这不仅证明了在CdS上氨基的成功修饰，而且表明具有三嗪结构的多孔有机共价骨架材料的实现。

图4.CdS-NH2、COFs-Ph和COFs-Ph@CdS-3的红外光谱

5、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis):

通过紫外可见漫反射光谱研究样品的光吸收性能。Cu-NH2-MIL-125/TpPa-2-COF（4:6）的DRS光谱仅显示一条反射边，而物理混合物样出现两条反射边，分别位于NH2-MIL-125和TpPa-2-COF反射边反射边缘，表明通过原位反应形成了新的杂化材料。