有机微孔聚合物的发展与应用

.1，有机微孔聚合物的开发和应用，2，主要内容，3，研究背景，吸附分离，储气，催化剂，4、微孔材料、有机金属配位吸附能力强的孔结构高度有序孔径可调整孔表面特性可调整作用机理、高温、水分、酸碱、氧气等苛刻环境下，大部分有机金属分布结合分解，应用受到限制，5，有机微孔聚合物，6，通过有机微孔聚合物，刚性或扭曲的分子结构，强制高分子链不能有效地占用空体积，通过致密的交联防止聚合物链的紧密堆积，建立共扼系统，保持分子网络结构的刚性，通过使用适当的多官能团有机块进行可逆缩合形成。7，自身微孔聚合物(PIMs)，坚硬的大分子链和扭曲的形状是PIMs产生微孔的原因。因此，PIMs合成前驱体至少包含以下其中一个(1)中包含扭转点的分子结构(A1，B8):(2)包含不能自由旋转或旋转的单个阻止的键(B1，B7)。(3)非平面刚性骨架(a2，a4，a6)，8，自微孔聚合物(PIMs)，9，在自微孔聚合物(PIMs)应用中，金属卟啉具有类似细胞色素P450酶的活性，将卟啉单位引入微孔材料对异构工业催化剂非常重要。10、微孔聚合物(pims)、walton等BET比表面为1065m2/g，1bar/77K的吸氢量为1.64wt%，10bar/77K的吸氢量为2.71wt%，11、原多孔聚合物(PIMs)应用、Frotsch等将吡嗪结构引入PIM中获得的PIM-7具有亚纳孔，成型性好，对气体O2/N2/CO2/CH4的选择性和渗透性好，可以制造气体分离膜。12、超交联聚合物(HCPs)和超交联聚合物(HCPs)具有空间可堆叠刚性苯环结构，以展示稳定的表面对表面特性。超交联是一种傅克反应，用于制造微孔聚合物，表示交联。首先在溶液中溶解或膨胀聚合物链，分散，用外部交联剂完全交联，然后用坚固的交联剂分离具有永久孔结构的材料，然后使溶剂干燥。萃取溶剂后，聚合物链失去溶剂收缩，连接牢固芳环的亚甲桥键倾向于限制这一过程的发生。两者达到平衡时，可以形成微孔材料。13，超交联聚合物(HCPs)，两种制备方法：1，氯甲基苯乙烯为单体，交联偶联物，和傅克反应；2、2组芳环化合物，例如二氯甲苯(DCX)、4、4-二氯甲基-1，1-联苯(BCMBP)和二氯甲基蒽(BCMA)，直接得到缩聚。14，超交联聚合物(HCPs)，微孔结构的控制和设计中，HCPs难以与MOFs和自微孔聚合物相比较.15、超交联聚合物(HCPs)、库珀等使用二氯甲烷作为交联剂，通过与氯乙烯苯的80、FeCl3的催化作用下的puck反应，在50-200微米之间的粒度范围内合成均匀球形超交联聚苯乙烯材料。这种超交联聚苯乙烯材料具有良好的微孔特性，BET比表面积达1466m2/g，Langmuir比表面积达2138m2/g。16、共轭微孔聚合物(CMPs)、共轭微孔聚合物CMPs对气体吸附、电子和电荧光的特性具有很大的研究前景。在CMPs结构中，-键在芳香组之间周期性排列，可以通过更改硬有机链接单位来控制光圈和比表面积。可精确调节的微孔、大比表面积、高稳定性、多种反应制造，是应用最大的MOPs种类。17，共轭微孔聚合物(CMPs)、铜等2官能团或3官能团的芳炔和芳卤(碘或溴)化合物的交叉结合反应得到了一系列共轭聚芳乙炔PAE。通过更改PAE网络中刚性连接的长度，可以精确控制微孔大小、微孔体积和比表面积。，18、共轭微孔聚合物(CMPs)，吉林大学珠矿研究组利用固体四面体结构的前体块4 (4-溴苯)甲烷的Ni(COD)2的作用得到结合反应，BET比表面积最大5640m2这是迄今为止有机微孔材料能达到的最高BET比表面积。19，共轭微孔聚合物(CMPs)，问题CMPs的合成过程中，反应系统中金属催化剂残留未完全去除，限制了CMPs在生物医学等领域的应用。CMPs合成中使用的试剂和前驱体仍然比较昂贵，因此CMPs在某些低附加值领域的应用受到限制。20，cofs(共享有机骨骼聚合物)，cofs的制造理念来自MOFs，除了mobfs的一些优点外，COFs还包含完全有机的元素，因此具有很好的热稳定性。结晶的微孔聚合物，COFs的硬单元排列整齐，形成大小均匀的微孔。COFs的特点是能够精确控制表面的化学特性，引入特定分子识别或催化点，有助于分子分离、化学选择性吸附和异种催化。21，共同价态有机骨架聚合物(COFs)，最常用的共同价态有机框架材料的合成是利用多硼酸和多羟基化合物形成硼酸盐连接的自组装材料。硼酸盐形成的共价键具有可逆的特性，因此，这种自组装过程无需添加额外的催化剂或其他试剂，就可以通过简单的脱水过程，以高度有序的方式进行。22、共价有机骨架聚合物(COFs)、Yaghi等用磁缩聚和高产率合成1，4-苯基二硼酸酯(BDBA)，第一个共价有机网络聚合物COF-1(BET非表面711m2/g，微孔体积0.32cm3，23、共价有机骨架聚合物(COFs)，在平面COFs中，Yaghi使用四面体四宝山作为前驱体和六羟甲基苯并菲(HHTP)的总缩聚，其中COF-102、COF-103比表面积为3472和4210 m2/COF-108是密度最低的晶体材料(0.17g/cm3)，24，展望了MOPs的巨大比表面积，合成的多样性，容易引入不同功能组的优点，在能源气体存储和获取特殊功能物质方面具有很大的应用前景。今后的研究展望：扩大在MOPs、能量气体储存、温室效应气体储存等方面的应用，寻找可获得更高比表面积的新合成方法；低成本，结构控制MOPs探索开发的新合成方法；研究MOPs的功能化，引入更多新功能，扩大其应用领域。，25，参考文献，1 Davis me。orderedporousmaseriasforemergingapplications . nature，2002，41733369838212 Morris re，wheatlyps . gasstorageinnanopoopshyderenstorageinmicroporoushyperrosslinkeedpolymernetworks。chem mater，2007，19 (8) :32034-204811 yuans，kirklins，dorneyb，Et al . nanoporouspolymerscontaini