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Smart Covalent Organic Frameworks with Intrapore Azobenzene Groups for Light-Gated Ion Transport
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2022-10-11 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c02239 Congcong Yin 1 , Zhe Zhang 1 , Zhenshu Si 1 , Xiansong Shi 1 , Yong Wang 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2022-10-11 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c02239 Congcong Yin 1 , Zhe Zhang 1 , Zhenshu Si 1 , Xiansong Shi 1 , Yong Wang 1
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Constructing gated ion transport channels is of profound significance for a variety of applications but remains challenging. Covalent organic frameworks (COFs), as a new class of reticular materials, have demonstrated superiority in controllable transport and precise separation of fine species including ions. Herein, we engineer a light-responsive COF featuring intrapore azobenzene groups for highly efficient and adjustable transport of multivalent ions. Such azobenzene-tagged channels afford a customizable configuration that is precisely switchable at an angstrom level without compromising crystallinity. The membrane-shaped COFs exhibit an exceptional discrimination capability between monovalent and multivalent ions, rendering a K+/Al3+ selectivity of above 6000. Particularly, the azobenzene-decorated ordered nanochannels empower reversible, remote-controlled ion transport, implementing the tailor-made recycling of ionic adjuvants used for antibiotic production. This study reports the design and synthesis of a stimulus-responsive COF and demonstrates the efficient separation of ions by light-gated nanochannels of the smart COF.
中文翻译:
用于光门控离子传输的具有孔内偶氮苯基团的智能共价有机框架
构建门控离子传输通道对于各种应用具有深远的意义,但仍然具有挑战性。共价有机框架(COFs)作为一类新型网状材料,在可控传输和精确分离包括离子在内的精细物质方面表现出优越性。在此,我们设计了一种具有孔内偶氮苯基团的光响应 COF,用于高效且可调节地传输多价离子。这种带有偶氮苯标记的通道提供了一种可定制的配置,该配置可在埃级精确切换,而不会影响结晶度。膜状 COF 对单价和多价离子表现出卓越的辨别能力,呈现出 K + /Al 3+选择性超过6000。特别是偶氮苯装饰的有序纳米通道能够实现可逆的远程控制离子传输,实现用于抗生素生产的离子佐剂的定制回收。本研究报告了刺激响应 COF 的设计和合成,并展示了智能 COF 的光门控纳米通道对离子的有效分离。
更新日期:2022-10-11
中文翻译:
用于光门控离子传输的具有孔内偶氮苯基团的智能共价有机框架
构建门控离子传输通道对于各种应用具有深远的意义,但仍然具有挑战性。共价有机框架(COFs)作为一类新型网状材料,在可控传输和精确分离包括离子在内的精细物质方面表现出优越性。在此,我们设计了一种具有孔内偶氮苯基团的光响应 COF,用于高效且可调节地传输多价离子。这种带有偶氮苯标记的通道提供了一种可定制的配置,该配置可在埃级精确切换,而不会影响结晶度。膜状 COF 对单价和多价离子表现出卓越的辨别能力,呈现出 K + /Al 3+选择性超过6000。特别是偶氮苯装饰的有序纳米通道能够实现可逆的远程控制离子传输,实现用于抗生素生产的离子佐剂的定制回收。本研究报告了刺激响应 COF 的设计和合成,并展示了智能 COF 的光门控纳米通道对离子的有效分离。