微波辅助溶剂热法合成

微波辅助溶剂热法是指使用微波加热的溶剂热合成法。与传统的外部加热方式相比，微波加热是使被加热物体本身成为发热物体，所以不需要热传导的过程，能够在短时间内达到均匀加热。微波加热是一种很有前途的整体加热方式，其主要特点包括加热速度快、节能高效、易于控制等。使用微波加热能够提高反应速率、缩短反应时间。但微波加热法需要使用极性溶剂才能达到较好的加热效果。

2009年，Cooper小组［10］用微波辅助溶剂热法合成了二维共价有机框架材料COF-5（见图4- 7）和三维共价有机框架材料COF-102，其速率是传统溶剂热合成法的200倍。用微波加热的方法合成的COF-5的BET比表面积为2019cm2／g，高于传统溶剂热方法合成的COF-5（1590cm2／g），其他性能基本相当。这是微波辅助法在共价有机框架材料合成上的首次应用。传统溶剂热合成法不足之处在于反应时间过长，一般两天以上，微波辅助溶剂热法则很好地解决了反应时间问题。

图4-7 使用微波辅助溶剂热法合成COF-5时拍摄的照片［10］

（a）刚刚反应完时形成灰紫色COF-5粉末 （b）使用丙酮作为溶剂，使用微波提取法除去HHTP后 （c）第二次使用微波提取法后得到灰色COF-5粉末

2015年，Wei小组［11］成功将微波辅助溶剂热法应用于席夫碱系列COF的合成中，将反应单体和溶剂加入到微波反应管中使用微波反应器在100℃下反应60分钟，相比于传统溶剂热法合成Tp Pa COF的条件（120℃反应2～3天），微波辅助溶剂热法在较低的温度和较短的时间高效地合成出了具有高结晶性高稳定性的Tp Pa COF （MW）（见图4- 8）（微波辅助溶剂热法产率83％，传统溶剂热法60％～80％）。研究发现其拥有比传统溶剂热合成法合成出的同结构Tp Pa COF更高的二氧化碳吸附能力。

图4-8 使用微波辅助溶剂热法合成TpPaCOF（M犠）［11］

微波合成法简单快捷，无须高温高压，能够加快反应速率，缩短反应时间，提离反应产率，因此有望成为未来的COF材料工业化生产的最有效方法。