【摘 要】
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共价有机框架（COFs）因自身规则可调的孔道结构、较大表面积、自身的π-π共轭结构等优点在吸附分离、传感、载药、催化等方面都有着广泛的应用前景。近年来研究表明,通过对单体修饰或对COFs材料进行后修饰得到的复合材料具有更独特优势,可进一步扩展COFs材料的应用。本文基于金属与硫之间的相互作用,以具有硫醚官能团的COFs材料（TTB-COF）为基础,探索了金属后修饰的COFs材料作为基质辅助激光电离
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共价有机框架（COFs）因自身规则可调的孔道结构、较大表面积、自身的π-π共轭结构等优点在吸附分离、传感、载药、催化等方面都有着广泛的应用前景。近年来研究表明,通过对单体修饰或对COFs材料进行后修饰得到的复合材料具有更独特优势,可进一步扩展COFs材料的应用。本文基于金属与硫之间的相互作用,以具有硫醚官能团的COFs材料（TTB-COF）为基础,探索了金属后修饰的COFs材料作为基质辅助激光电离/解吸质谱（MALDI-MS）基质与氧还原反应（ORR）催化剂两个方面的应用。论文内容包括以下四部分:1.绪论对于COFs材料的合成,种类及应用进行较全面的综述,对金属与硫之间的相互作用及相关的应用进行了分析阐述,同时阐述了 COFs材料,金属材料以及硫分别在MALDI-MS分析及ORR催化领域的应用。2.金纳米颗粒负载的硫醚悬臂COFs材料作为MALDI新基质研究利用金硫键相互作用将金纳米颗粒固定在TTB-COF上得到一种金属有机复合材料（Au-TTB-COF）,用做MALDI-MS分析的新基质。作为一种广谱的基质材料,Au-TTB-COF将COFs材料对紫外光的吸收能力和金纳米颗粒所具有的促进激光能量转移作用相结合,提高了分析物的电离效率,Au-S键的稳定性使得金纳米颗粒在MALDI真空条件下不脱落飞溅,降低了基质背景干扰。与普通基质相比Au-TTB-COF对于小分子MALDI-MS分析检测的灵敏度有了显著提高了,对复杂体系中存在的大分子多肽也具有较好的分析能力,同时Au-TTB-COF作为基质具有较高耐盐性使其对于实际样品无需预处理步骤可直接检测。3.铁、钴纳米颗粒负载的硫醚悬臂COFs作为ORR催化材料性能研究利用Fe,Co与硫的相互作用将Fe,Co离子负载在TTB-COF上并通过800℃煅烧得到负载有Fe、Co纳米颗粒的Fe/Co@TTB-COF-800-N碳材料,研究了该材料用作ORR催化剂的性能。通过煅烧使Fe/Co@TTB-COF-800-N材料表面积增大,同时TTB-COF单体中硫醚的存在使得Fe/Co@TTB-COF-800-N材料煅烧后自身具有噻吩硫掺杂,无需自外界引入硫源,且通过COFs材料的限域性及金属与硫的相互作用可将Fe,Co均匀的负载在催化剂上,在煅烧后形成均匀分布的活性位点。相比普通金属掺杂碳材料而言,Fe/Co@TTB-COF-800-N仅存在痕量的Fe,Co掺杂,而催化剂的ORR活性大幅增强,堪比部分大量金属掺杂催化剂材料。此外催化剂在耐久性实验及抗甲醇实验中也显示出了良好的抗毒性及稳定性。4.论文总结实验得到了两种金属与COFs复合纳米材料分别用做为MALDI-MS检测新基质及ORR催化剂,都得到了较好的研究结果,Au-TTB-COF将两类纳米材料以Au-S键结合用作MALDI-MS基质降低了基质自身的背景干扰和对分析物的检测限,提高了检测灵敏度,作为痕量金属掺杂的Fe/Co@TTB-COF-800-N以无需外界硫源的简单制备条件及分布均匀的活性位点得到了良好的ORR催化活性,为基于COFs材料的后修饰拓展了新的研究应用方向。
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