二维共价有机框架(COF)作为一种新兴的二维层状材料,在催化、传感、分离以及光电领域具有广泛的应用前景。近日,我们课题组通过表面合成法,实现了可控厚度的二维COF薄膜的制备,并首次揭示了二维COF薄膜在分子水平的生长机制。这一研究成果为高质量二维COF薄膜的可控合成和应用提供了新思路。
二维COF薄膜的生长涉及面内的共价键形成和层间的非共价堆叠。我们在六方氮化硼(hBN)基底上合成了由卟啉和苯胺衍生物构成的二维COF薄膜,成功实现了单层、双层和层加岛多层薄膜的构建。研究表明,二维COF薄膜遵循Stranski–Krastanov生长模式,即初期通过逐层生长形成均匀的双层COF薄膜,而从第三层开始表现为岛状生长。此外,我们通过荧光淬灭实验揭示了薄膜层间的π-π堆叠相互作用。相关研究结果发表在《Journal of the American Chemical Society》(2024,146, 14079-14085)上。