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2026 article

Stabilizing Covalent Organic Frameworks through Hydrogen Bonding Bridges for Polyamine Entanglement toward Carbon Capture from Point-Source Emissions

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4Institutions déclarées
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Rattachement africain : sg, fr, de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Incorporating polyamine into covalent organic frameworks (COFs) is a promising strategy for developing carbon capture adsorbents with fast mass transfer, in which avoiding crystallinity and porosity loss of COFs becomes essential. Herein, we propose a hydrogen bonding (HB) bridge strategy to stabilize the crystallinity and porosity of a two-dimensional (2D) mesoporous COF with sp 2 linkage (termed NUS-43) during in situ free radical polymerization. Specifically, HB bridges between 4-vinylbenzylamine hydrochloride (VBAH) and the vinylpyridine moieties of NUS-43 suppress interlayer shifting, while the sp 2 -linked framework serves as a robust scaffold for introducing polyamine functionalities into the COF pores. This stabilization is confirmed through powder X-ray diffraction (PXRD), solid-state UV–vis spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, solid-state nuclear magnetic resonance (ssNMR) spectroscopy, and density functional theory (DFT) calculations. The universality of the HB strategy is demonstrated by substituting VBAH with (4-vinylphenyl)ethylamine hydrochloride (VEAH). Deprotonated NUS-43-VBA/VEA COFs exhibit good CO 2 capture performance under simulated natural gas combined cycle (NGCC) conditions, with CO 2 uptakes of 0.5/0.2 mmol g –1 and 0.6/0.38 mmol g –1 under dry and humid environments at 25 °C, respectively, as validated through diverse sorption techniques. More importantly, the CO 2 adsorption and oxidative amine degradation mechanisms in NUS-43-VBA are further characterized by FTIR and 13 C/ 15 N ssNMR spectroscopy. This work not only underscores the critical role of the HB bridge in maintaining crystallinity and porosity of 2D COFs during polyamine incorporation but also offers new insights into the oxidation mechanism of amines during carbon capture.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Stabilizing Covalent Organic Frameworks through Hydrogen Bonding Bridges for Polyamine Entanglement toward Carbon Capture from Point-Source Emissions
Date Crossref
27/03/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • National University of Singapore Department of Chemical and Biomolecular Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Université Bourgogne Franche-Comté pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • ExxonMobil (Germany) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Centre for Hydrogen and Carbon Innovations pays non établi dans la notice
    Institution
  • ExxonMobil Technology and Engineering Company pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • ExxonMobil Asia Pacific Pte. Ltd. pays non établi dans la notice
    Entreprise

Department of Chemical and Biomolecular Engineering — National University of Singapore, Université Bourgogne Franche-Comté et ExxonMobil (Germany), avec 3 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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