多尺度共轭微孔聚合物的可控合成

摘要

自2007年首次报道以来,作为一种由共轭单元构建的三维聚合物网络骨架,共轭微孔聚合物(Conjugated Microporous Polymer,CMP)通常都是以不溶不熔的固体粉末形式存在;尽管这种材料结合了优异的多孔性、稳定的骨架结构以及多样化的功能,显示了在众多领域的应用价值和广阔前景,但又始终面临着自身性质带来的难以解决的加工性问题.为了让这种材料充分发挥自身优点,应用于除吸附分离等以外的光电、传感、催化等能源环境相关的领域,需要在多尺度范围内调控CMP生长和形成,获得微纳尺度的CMP微球以及宏观尺度的CMP薄膜、涂层或是凝胶,从而提高其溶液性质以便于进一步加工处理,或是直接获得可用于构筑器件的薄膜.从目前的研究进展来看,一共有四种研究策略来解决这一问题,分别是设计合成:(1)可溶性CMP聚合物,(2)溶液可分散CMP纳米微球,(3) CMP(复合)薄膜,(4)有机相CMP化学凝胶.这些工作采用了新的聚合方法、催化剂或功能单体,使CMP材料初步实现了溶液中的加工、组装、复合以及器件的构筑,展示了在光学传感、光电转换、能量存储、非均相催化等优异的性质.尽管目前已报道的工作仍旧面临较多的局限性,然而基于创新的思路和大量的探索,这类新型的功能高分子材料将会逐步成为一个重要的多孔材料分支,具有光明的发展前景.