室温下规模化制备柔性三嗪基共价有机框架纤维膜

近日，大连化物所热化学研究团队通过结合静电纺丝技术与牺牲模板法，在室温条件下可制备高结晶度、可图案化的三嗪基柔性COF纤维膜。该材料不仅机械性能优异，还展现出高效光催化产过氧化氢（H₂O₂）与阻燃-热管理协同功能，为多功能COF材料的实际应用提供了全新解决方案。

共价有机框架（COF）因其可设计的孔道结构、高比表面积和功能可调性，在催化、能源转化和存储等领域展现出巨大潜力。然而，传统溶剂热法制备COF通常需高温（≥80 ℃）、长时间反应（≥48h），且产物多为粉末，难以加工成型，限制了其实际应用。如何实现COF材料的快速、温和制备并赋予其多功能特性，成为该领域的研究难点。

本工作中，研究团队通过“静电纺丝+牺牲模板”的室温合成策略制备自支撑COF纤维膜，该方法无需脱水脱氧，反应时间仅需3 h（最短0.5 h），可制备尺寸达20 cm×30 cm的大面积薄膜，且薄膜展现出优异柔韧性与可图案化加工特性。通过调节单体浓度与催化剂用量，COF薄膜的比表面积最高达930.09 m² g⁻¹，拉伸强度达4.21 MPa。基于三嗪环的π-π 共轭与富氮特性，COF纤维膜同时表现出光催化和阻燃功能。

该研究开发的COF纤维膜克服了传统粉末COF难以加工的困难，室温快速合成工艺为COF材料的大面积制备提供了新的见解。通过三嗪结构-功能一体化设计实现了多功能集成。薄膜形态便于固定与回收，可集成于光催化产H₂O₂流动反应系统。阻燃与热管理功能可提升电子设备在高温环境下的安全性。

相关成果以“Facile scalable fabrication of triazine-based flexible covalent organic framework fiber film with multifunction at room temperature”为题，于近日发表在Journal of Energy Chemistry上。该工作第一作者为大连化物所热化学组博士生闫慧敏。以上工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。（文/图 闫慧敏）

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.04.061