具有良好分散性的纳米共价有机骨架的合成对于光学和光电子学的应用是至关重要的。然而，传统的方法依赖于表面活性剂和有机溶剂，限制了可扩展性和水的相容性。该文章报道了一种简单、可扩展和无表面活性剂的方法来合成亚胺连接的含有卟啉单元的纳米COF。通过调节单体和催化剂浓度，调节了聚合动力学，以获得尺寸可控、形貌可调和分散性良好的高度结晶的纳米COF。在合成过程中，卟啉单元的质子化引入了表面电荷，防止了聚集，并实现了优异的水分散性。纳米COF具有强而宽的光吸收和较高的胶体稳定性。一项概念验证研究表明，即使在超低负载(0.0074 mol%)下，它们也对水中的苄胺氧化偶联具有显著的光催化活性。这种可持续的方法为获得高性能的纳米COF提供了一条通用的途径，促进了基于COF的光催化和对其光物理性质的基础研究。
尺寸和形貌是控制纳米材料物理化学性质的关键参数。因此，控制合成尺寸和形貌可调的纳米材料--如金属、金属氧化物、碳和多孔骨架--仍然是纳米技术和材料科学的中心目标。例如，包括金、银和铂在内的金属纳米颗粒由于表面等离子激元共振和高比表面积比而表现出独特的尺寸相关的光学和催化性能，使它们在传感、成像、和催化等方面具有重要的应用价值。类似的，金属氧化物纳米颗粒，如二氧化钛和氧化锌，已经被设计成纳米棒、纳米球或纳米片，以优化其光催化活性、电荷传输或表面反应活性。此外，有机聚合物纳米颗粒已被广泛研究为生产太阳能燃料的有效光催化剂。
在这项研究中，作者开发了一种在环境条件下无表面活性剂、水相合成纳米级卟啉基碳纤维的方法。通过系统地调节酸催化剂和有机单体的浓度来调节聚合和成核的动力学，作者实现了对所得纳米COF的形貌和尺寸的精细控制。结果表明，在酸性条件下，合成过程中的质子化不仅有利于形成分散良好的纳米COF，而且增强了它们的光吸收性能，调制了它们的电子结构。水相合成法和尺寸/形貌控制策略都表现出了很强的通用性，使得合成具有各种有机连接物的基于卟啉的纳米COF成为可能。得到的纳米COF在水中具有良好的分散性和较强的UV-vis-NIR吸收，在水介质中以大气氧气为氧化剂对芳香胺的氧化偶联反应显示出很高的光催化活性。在这项研究中，作者开发了一种在环境条件下无表面活性剂、水相合成纳米级卟啉基碳纤维的方法。通过系统地调节酸催化剂和有机单体的浓度来调节聚合和成核的动力学，作者实现了对所得纳米COF的形貌和尺寸的精细控制。结果表明，在酸性条件下，合成过程中的质子化不仅有利于形成分散良好的纳米COF，而且增强了它们的光吸收性能，调制了它们的电子结构。水相合成法和尺寸/形貌控制策略都表现出了很强的通用性，使得合成具有各种有机连接物的基于卟啉的纳米COF成为可能。得到的纳米COF在水中具有良好的分散性和较强的UV-vis-NIR吸收，在水介质中以大气氧气为氧化剂对芳香胺的氧化偶联反应显示出很高的光催化活性。
Kong, X.-Y.; Afewerki, S.; Pan, Y.; Huang, P.; Xu, C. Aqueous and Surfactant-Free Synthesis of Nanoscale Covalent Organic Frameworks. Angew. Chem. Int. Ed. 2025 , DOI: 10.1002/anie.202523595.
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