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Synthesis of covalent organic framework nanosheets (CONs) with high aspect ratio is crucial to their assembly into advanced membranes. Nonetheless, the π-π stacking between covalent organic framework (COF) layers often leads to thick CONs. Herein, inspired by biomineralization process, a series of aspect ratio CONs >15 000 is synthesized by multifunctional polyelectrolytes which not only provide the nucleation sites for pre-assembly with COF monomer, but also suppress π-π interaction for anisotropic growth through protonation. The membrane assembled from CONs exhibited water permeance of 341 kg m -2 h -1 and salt rejection of 99.5% in desalination, outperforming ever-reported membranes. This method establishes a platform for the synthesis of crystalline nanosheets.

Titel:	Biomineralization-Inspired Synthesis of Hybrid COF Nanosheets toward Efficient Desalination Membranes.
Autor/in / Beteiligte Person:	Zhao, J ; Wang, Y ; Zhang, Z ; Zhu, Z ; Zeng, S ; Yang, G ; Zhang, S ; Pan, F ; Jiang, Z
Link:	Full Text Finder (Volltext)
Zeitschrift:	Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany), Jg. 20 (2024-06-01), Heft 26, S. e2310566
Veröffentlichung:	Weinheim, Germany : Wiley-VCH, c2005-, 2024
Medientyp:	academicJournal
ISSN:	1613-6829 (electronic)
DOI:	10.1002/smll.202310566
Sonstiges:	Nachgewiesen in: MEDLINE Sprachen: English Publication Type: Journal Article Language: English [Small] 2024 Jun; Vol. 20 (26), pp. e2310566. <i>Date of Electronic Publication: </i>2024 Jan 28. References: a) S. Yuan, X. Li, J. Zhu, G. Zhang, P. Van Puyvelde, B. Van der Bruggen, Chem. Soc. Rev. 2019, 48, 2665;. ; b) H. Wang, Y. Zhai, Y. Li, Y. Cao, B. Shi, R. Li, Z. Zhu, H. Jiang, Z. Guo, M. Wang, L. Chen, Y. Liu, K.‐G. Zhou, F. Pan, Z. Jiang, Nat. Commun. 2022, 13, 7123;. ; c) C. S. Diercks, O. M. Yaghi, Science 2017, 355, eaal1585. ; a) H. Xu, X. Chen, J. Gao, J. Lin, M. Addicoat, S. Irle, D. Jiang, Chem. Commun. 2014, 50, 1292;. ; b) S.‐Y. Ding, W. Wang, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 548. ; a) Y. Ying, D. Liu, J. Ma, M. Tong, W. Zhang, H. Huang, Q. Yang, C. Zhong, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 13444;. ; b) N. Huang, X. Chen, R. Krishna, D. Jiang, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2986. ; a) S. Karak, K. Dey, R. Banerjee, Adv. Mater 2022, 34, 2202751;. ; b) S. Wang, Z. Zhang, H. Zhang, A. G. Rajan, N. Xu, Y. Yang, Y. Zeng, P. Liu, X. Zhang, Q. Mao, Y. He, J. Zhao, B.‐G. Li, M. S. Strano, W.‐J. Wang, Matter 2019, 6, 1592;. ; c) J. Zhang, C. Cheng, L. Guan, H.‐L. Jiang, S. Jin, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 21974. ; X. Chen, Y. Li, L. Wang, Y. Xu, A. Nie, Q. Li, F. Wu, W. Sun, X. Zhang, R. Vajtai, P. M. Ajayan, L. Chen, Y. Wang, Adv. Mater. 2019, 31, 1901640. ; P. Wang, Y. Peng, C. Zhu, R. Yao, H. Song, L. Kun, W. Yang, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 19047. ; L. Cao, H. Wu, Y. Cao, C. Fan, R. Zhao, X. He, P. Yang, B. Shi, X. You, Z. Jiang, Adv. Mater. 2020, 32, 2005565. ; Z. Guo, H. Jiang, H. Wu, L. Zhang, S. Song, Y. Chen, C. Zheng, Y. Ren, R. Zhao, Y. Li, Y. Yin, M. D. Guiver, Z. Jiang, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 27078. ; Z. Zhang, Q. Lan, D. Liao, X. Shi, M. Wei, Z. Zhang, X. Wang, Y. Wang, Chem. Mater. 2022, 34, 6345. ; W. Liu, X. Li, C. Wang, H. Pan, W. Liu, K. Wang, Q. Zeng, R. Wang, J. Jiang, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 17431. ; a) Z. Tang, N. A. Kotov, S. Magonov, B. Ozturk, Nat. Mater. 2003, 2, 413;. ; b) K. Liang, R. Wang, M. Boutter, C. M. Doherty, X. Mulet, J. J. Richardson, Chem. Commun. 2017, 53, 1249;. ; c) W. Deng, T. Fan, Y. Li, J. Membr. Sci. 2021, 622, 119030;. ; d) F. Nudelman, N. A. Sommerdijk, Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6582;. ; e) C. Xu, H. Tian, X. Chen, Sci. China Chem. 2017, 60, 319. ; W. Li, L. Huang, H. Zhang, Y. Wu, F. Wei, T. Zhang, J. Fu, C. Jing, J. Cheng, S. Liu, Matter 2023, 6, 2312. ; S. V. Patwardhan, S. J. Clarson, C. C. Perry, Chem. Commun. 2005, 1113. ; a) Y. Liu, Y. Zhu, S. B. Alahakoon, E. Egap, ACS Materials Lett 2020, 2, 1561;. ; b) X. Shi, L. Yi, H. Deng, Sci. China Chem. 2022, 65, 1315;. ; c) D. Zhu, Z. Zhang, L. B. Alemany, Y. Li, N. Nnorom, M. Barnes, S. Khalil, M. M. Rahman, P. M. Ajayan, R. Verduzco, Chem. Mater. 2021, 33, 3394. ; S. He, B. Zhu, X. Jiang, G. Han, S. Li, C. H. Lau, Y. Wu, Y. Zhang, L. Shao, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2021, 119, 2114964119. ; a) S. Wang, Y. Yang, X. Liang, Y. Ren, H. Ma, Z. Zhu, J. Wang, S. Zeng, S. Song, X. Wang, Y. Han, G. He, Z. Jiang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2300386;. ; b) C. K. Choudhury, S. Roy, Soft Matter 2013, 9, 2269. ; X. Sun, X. Yu, F. Cheng, W. He, Soft Matter 2021, 17, 8995. ; K. P. Sharma, C. K. Choudhury, S. Srivastava, H. Davis, P. R. Rajamohanan, S. Roy, G. Kumaraswamy, J. Phys. Chem. B 2011, 115, 9059. ; G. J. M. Koper, M. Borkovec, Polymer 2010, 51, 5649. ; T. Huang, H. Jiang, J. C. Douglin, Y. Chen, S. Yin, J. Zhang, X. Deng, H. Wu, Y. Yin, D. R. Dekel, M. D. Guiver, Z. Jiang, Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e202209306. ; Z. Wang, Z. Chen, Z. Zheng, H. Liu, L. Zhu, M. Yang, Y. Chen, Chem. Eng. J. 2023, 451, 138711. ; M. Wang, P. Zhang, X. Liang, J. Zhao, Y. Liu, Y. Cao, H. Wang, Y. Chen, Z. Zhang, F. Pan, Z. Zhang, Z. Jiang, Nat. Sustain. 2022, 5, 518. Grant Information: 22178251 National Natural Science Foundation of China; 2021YFC2101200 Key Technologies Research and Development Program; Haihe Laboratory of Sustainable Chemical Transformations Contributed Indexing: Keywords: biomineralization method; covalent organic frameworks; hybrid nanosheets; pervaporation desalination membranes Entry Date(s): Date Created: 20240128 Latest Revision: 20240626 Update Code: 20240627

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Biomineralization-Inspired Synthesis of Hybrid COF Nanosheets toward Efficient Desalination Membranes.