共價有機框架材料(Covalent Organic Frameworks),簡稱COFs材料,又稱有機沸石,是一種由π-共軛構筑單元通過共價鍵連接形成的具有二維拓撲結構的多孔晶態框架材料,主要由C、H、O、N、B等輕質元素組成。根據結構不同,COFs材料可分為二維COFs材料與三維COFs材料兩大類。
具體來看,在海水淡化領域,COFs材料制造而成的海水淡化膜有著良好的截留率、水通量、高鹽度耐受性、耐結垢性,可實現超快海水淡化;在催化化工領域,COFs材料制造而成的COFs多相催化劑可用于有機化學、電化學、光化學反應場景;在氣體儲存與分離領域,COFs材料已被廣泛用于氫氣、甲烷等氣體的儲存和分離場景;在有機電子學器件領域,COFs材料主要以薄膜形式存在,用于高性能憶阻器制造場景。
憑借著優異的綜合性能以及廣闊的應用前景,COFs材料已成為國內外企業及機構研究的熱點。近年來,各國有關COFs材料的先進成果正不斷涌現,如2021年3月,德國拜羅伊特大學學者研發出具有柔性、機械穩定、多孔自立的共價有機框架超纖維網絡膜;2022年12月,中國河南科技大學學者研發出有序籠型微孔二維共價有機框架材料的合成新方法。
COFs材料是一種新興的晶態多孔材料,主要通過硼縮合、三嗪三聚化、亞胺縮合或溶劑熱合成方式合成,有著生產難度大、合成成本高等生產困境以及高結晶性與高穩定性難以兼得等技術困境。受發展困境限制,目前我國COFs材料尚未實現規;慨a,但未來隨著國內企業及機構相關研發進程不斷加快,COFs材料發展困境將被不斷突破,產業化進程有望持續提速。
新思界
產業分析人員表示,2023年6月,蘇州寶麗迪材料公司發布公告,公司擬設立合資公司,就共價有機框架材料(COFs)新材料項目進行研發、銷售、市場推廣等。未來在下游市場快速發展、COFs材料需求持續增長驅動下,國內COFs材料項目有望實現加速落地,國產COFs材料有望實現規;慨a,行業發展潛力巨大。