湘潭大学阳梅/刘备&北京化工邱介山Matter：分子互变异构驱动的共价有机框架异构化助力水系超级电容器

背景：共价有机框架（COFs）因其优异的物理化学稳定性、可设计的分子结构和可调的多孔性，在能源存储与转换领域具有广阔的应用前景。然而，如何通过精准调控分子构型来优化材料性能，以满足不同应用场景的需求，是该领域面临的主要挑战。研究目的：本研究旨在通过分子互变异构策略，诱导三聚氰酸单体在酮式与醇式构型间转换，从而构建结构差异化的同源异构COFs（Ton-COF和Tol-COF），并探究其在超级电容器中的性能差异。结论：研究成功合成了两种同源异构COFs。Ton-COF因富含对氧化还原活性电解质响应性更强的C=O和三嗪基团，在KI增强型超级电容器中表现出高比电容（5378 F g-1）和高能量密度（478 Wh kg-1）。而Tol-COF凭借其分级多孔结构，提供了高效的离子/电子传输通道，从而展现出优异的倍率性能和循环稳定性。该分子互变异构机制为从分子设计层面定向制备性能差异化的COFs材料提供了新思路，并为其在其他领域的应用奠定了理论与技术基础。