分会

第五十分会：纳米体系理论与模拟

摘要

共价有机框架（COFs）因在气体分离、催化等方面广阔的应用前景而备受关注。多数情况下，根据单体组合可以预测出产物中单一的拓扑结构。然而，一些具有特定对称性的单体组合（如[C2+C2]）会形成异构体：一种是具有均一孔径的菱形晶格结构（sql），另一种是具有不同孔径的Kagome晶格结构（kgm）。实验中，由于异构体的生长机制尚不清楚，产物的拓扑结构不易控制，因此明晰异构体的拓扑选择机制以提高COFs的可设计性具有重要意义。在本工作中，我们利用分子动力学模拟研究了sql和kgm的等能组装。采用描述化学反应的阿伦尼乌斯双态模型探究浓度、溶剂条件和可逆性对拓扑选择的影响。模拟结果表明，高浓度和不良溶剂条件有利于sql的形成。高化学反应可逆性下有利于形成sql结构，而在低可逆性条件下kgm结构更容易形成。受浓度、溶剂等实验条件影响的异构体成核是拓扑选择的关键。此外，本文提出了一种利用“两步生长法”提高kgm结构结晶度的策略，即在两种不同的反应可逆性下将成核和生长过程分开。

关键词

共价有机框架;分子动力学模拟;异构体;拓扑选择;生长动力学

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