مروری برساختارهای آلی کووالانسی (COFs): از سنتز تا کاربرد صنعتی

نوع مقاله: سایر

نویسندگان

1 پژوهنده ارشد، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده حفاظت صنعتی، گروه پژوهش الکتروشیمی و بازدارنده

2 استادیار دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده شیمی

3 استادیار پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده حفاظت صنعتی، گروه پژوهش پوشش

چکیده

ساختارهای آلی کووالانسی یک دسته‌ی منحصربه‌فرد از پلیمرهای کریستالی متخلخل هستند که صرفاً به‌وسیله‌ی پیوندهای کووالانسی غیر برگشت‌پذیر عناصر سبک (مانند کربن، بور، اکسیژن، سیلیکون، نیتروژن و ... ) با واحدهای ساختمانی آلی تشکیل شده‌اند. این پلیمرهای آلی متخلخل ویژگی های منحصر به فردی را از خود نشان می دهند و به همین سبب می توانند به طور بالقوه در کاربردهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. اولین گزارشات درباره ساختارهای آلی فلزی و ساختارهای آلی کووالانسی توسط یاقی و همکارانش در سال 2005 منتشر شد، این ساختارهای پلیمری به دلیل ویژگی های شاخصی مانند سطح آزاد بسیار بالا، دانسیته پایین، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا، حفرات هم اندازه و یکنواخت و تخلخل بالا نظر محققین را به خود جلب کردند و تا کنون با انجام تحقیقات گسترده هزاران ساختار جدید پلیمری بعد از کشف اولین ساختار، سنتز شده است. این مقاله به آخرین پیشرفت ها و دستاوردها در طراحی، سنتز و کاربرد های مختلف ساختارهای آلی کووالانسی مانند ذخیره سازی گازها، کاتالیست، جذب، غنی‌سازی و خالص سازی مولکول های کوچک، کاربردهای فتوالکتریکی ، تشخیص مولکولی، دارورسانی هدفمند، غشاهای رسانا، پوشش‌های نوین و ذخیره سازی انرژی شده است، می پردازد.

کلمات کلیدی: پلیمر، ساختارهای آلی کووالانسی، مواد متخلخل پلیمری، ذخیره‌سازی گاز، دارو رسانی، غشاهای رسانا

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Covalent Organic Frameworks (COFs): from synthesis to industrial application (Review)

نویسندگان [English]

  • Bahram Hosseini Monjezi 1
  • Mhammad Dinari 2
  • Esmaeil Akbarinezhad 3
1 Industrial Protection Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), P.O. Box 14665-137, Tehran, Iran
2 Department of Chemistry, Isfahan University of Technology (IUT), P.O. Box 84156-83111, Isfahan, Iran.
3 Coating Research Group, Industrial Protection Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), P.O. Box 14665-137, Tehran, Iran
چکیده [English]

Covalent Organic Frameworks (COFs) are porous crystalline polymers put together by linking light elements such as Carbon, Boron, Oxygen and Silicon through strong covalent bonds that are positioned in 2D or 3D topology. Porous organic materials, exhibit unique features and therefore, they can potentially be used in diverse applications such as catalyst, molecular sensing, drug delivery, gas storage, etc. The first reports on metal organic frameworks (MOFs) and covalent organic frameworks (COFs) were published by Yaghi and co-workers in 2005 and after that, these structures have attracted intensive interest from researchers due to their unique properties such as high surface area, low density, high thermal and chemical stability, uniformity and high porosity, and thousands of new frameworks have since been synthesized. This review describes the latest developments in the design, synthesis, and application of COFs in gas storage, catalyst, adsorption, enrichment and purification of small molecules, optoelectricity, molecular sensing, drug delivery, conductive membrane, novel coatings, and energy storage. Also, we really hope that this review will arouse more scholars' attention to the industrialization of COFs.

Keywords: Polymer, Covalent Organic Framework, Porous Polymer Materials, Gas Storage, Drug Delivery, Conductive Membrane

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polymer
  • Covalent Organic Framework
  • Porous Polymer Materials
  • Gas Storage
  • Conductive Membrane