具有热激发延迟荧光特征的晶态有机共价框架材料的合成和应用研究

This research project focus on the syntheses and application of covalent organic frameworks (COFs) with thermally activated delayed fluorescence (TADF) property. It includes: first, the design and synthesis of COFs materials and the accomplishment of TADF function; second, the application for the detection of vapor analytes, especially explosives of as-synthesized COFs materials; Third, the fabrication of functional COFs materials in nano- or microscale; Last and not the least, assemly of COFs on the substrates and the exploration of related devices for future commerial utilization. The target of this reserach proposal is the following: in the term of science, the first completiong of crystalline porous COFs with TADF property; in the term of technology and industry, tring to apply as-above COFs for next generation explosives detectors with Chinese-own intellectral property.

本研究计划将主要围绕具有热激发延迟荧光特征的晶态多孔共价有机框架（COFs）材料的制备和应用研究开展工作。具体研究内容主要包括：（1）具有热激活延迟荧光特性的COFs材料的设计和合成；（2）具有热激活延迟荧光特性的晶态多孔材料（COFs）在气体敏感器领域的应用和机理研究；（3）晶态多孔COFs材料的微纳尺度化和器件化尝试。该研究课题的目标是：在理论研究层次上，在国际上首次实现具有热激发延迟荧光性能的晶态多孔COFs材料的设计和合成；在科研成果产业化层次上，研究该类新型晶态多孔材料在气体检测技术，特别爆炸物检测领域的应用性，发展具有我国自主知识产权的爆炸物检测技术。

本项目主要围绕晶态共价有机框架(COF)和金属有机框架（MOF）材料的设计制备，以及在光催化水分解制氢、光催化有机反应和细胞成像等领域的应用开展工作，并取得了一系列研究成果。首先，本项目设计合成了一类新颖的有机受体，其衍生物具有聚集诱导发光和力致发光性质，也可以应用于细胞成像等生物应用领域；其二，制备的光催化活性的COF材料在光解水制氢应用中的显示了很好的效率；进一步的，还探索了COF材料作为光催化剂在有机光反应中的应用；同时本项目还成功制备了一系列具有热激发延迟荧光特征的MOF材料。本项目的成功进行为提高反应效率和制备高效COFs光催化材料提供科学基础。特别是证明COF材料作为光催化剂驱动有机光反应领域是大有可为的。除此之外，如何利用有机光反应合成COF材料目前还是一项研究空白。我们在本课题中总结出的经验和教训也将极大的助推在该领域的进一步探索。