方磊《Chem》综述:多孔网络梯状聚合物

近日,美国德州A&M大学化学系方磊课题组在《Chem》期刊上发表题为“Porous Ladder Polymer Networks”的研究综述论文。德州A&M大学化学系博士生车赛为该论文第一作者。该工作获得了Welch基金会及卡塔尔国家研究基金的资助。

方磊《Chem》综述:多孔网络梯状聚合物

近些年来,自下而上合成的有机多孔材料发展迅速。此类材料通常拥有高比表面积,化学和热稳定性,低密度,孔结构易于调控和功能化等一系列突出优势,并已经被广泛应用于气体存储分离,异相催化等诸多领域。与此同时,共轭梯状高分子受到了研究者的广泛关注,在各类应用中显示出其独特的光学和电学性质,以及优越的高温及化学稳定性。近十年来,将两种材料相结合催生了对多孔网络梯状聚合物的研究热潮,该类新型材料理论上可同时具有多孔网络聚合物和梯状高分子的特有优势。全世界的多个课题组报道了多种完全交联的多孔网络梯状聚合物及其合成表征及应用。这篇综述文章系统总结了此类新型材料涉及的拓扑结构,键连方式,理化性质及应用等,同时对该领域面临的挑战和今后的发展方向做出了展望。

方磊《Chem》综述:多孔网络梯状聚合物

本文要点:

1. 全面总结了多孔网络梯状聚合物的拓扑构成。二维结构占据主导地位,少数材料可以通过单体和结构设计实现全三维结构的梯状骨架。

2. 全面总结了目前报道的多孔梯状高分子框架化合物的合成方法。一步合成法:吡嗪环化,二恶英环化,噻蒽环化,狄尔斯-阿尔德环加成,[4+4]光环加成,临二氰基三聚,羟醛三聚,临氨基腈三聚,临二氰基四聚,酸酐尿素四聚;分步合成法:Suzuki偶联后烯烃复分解环化,Suzuki偶联后光环化。

方磊《Chem》综述:多孔网络梯状聚合物

3. 综述了多孔网络梯状聚合物的理化性质及其在高压气体存储和基于电学性能的器件等方面的应用。着重讨论了梯状高分子骨架具有的:超高化学和热稳定性,快速电荷迁移率,低熵结构骨架等独特性质。

4. 讨论了多孔梯状高分子框架化合物在实际应用中面临的机遇和挑战。对全三维拓扑结构,低缺陷骨架,材料加工性,规模化合成等潜在发展方向进行了讨论和设想。

 

文章链接:

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.08.002

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