超交联有机多孔材料的杂原子的定点掺杂

程 琳，莫小曼，解明江，张 燕

(黄冈师范学院 化学化工学院，湖北 黄冈 438000)

有机多孔材料作为一种新兴材料体系，因具有较大的比表面积、可调的孔径结构、良好的热稳定性和化学稳定性及可修饰性，在吸附、分离、催化与储氢储能等方面有广阔的应用前景[1-4]。根据合成方法及材料特点，有机聚合物主要可分为四种：超交联聚合物(HCPs)[5-6]，共价有机网络(COFs)[7]，自聚微孔聚合物(PIMs)[8]和共轭微孔聚合物(CMPs)[9]。

COFs、PIMs、和CMPs材料合成周期长、步骤多且可能需要贵金属参与，不利于实际使用[7-9]。然而，HCPs通常是采用无水三氯化铁或三氯化铝等Lewis酸为催化剂，在有机溶剂中通过傅-克反应一步超交联法合成的有机多孔材料[6,10]。HCPs所需原料廉价易得，所需的催化剂成本较低，且超交联产物具有较大的比表面积和可调的孔径结构，同时还可以设计调控有机多孔材料的功能化结构[11-14]，具有较大的应用潜力。

有机多孔材料中的杂原子不仅对材料的物理或化学性质具有较大的影响[15-18]，同时对自由电子在材料中的传递性质也具有较大的影响[19-21]。另外，在催化剂中，由于杂原子电负性差异与活性金属离子的相互作用力也不同，因而对催化剂的催化性能具有较大的影响。然而，普通掺杂的聚合物由于杂原子很难参与到聚合物骨架中，导致其位点难以固定。采用无水FeCl3催化氧化的聚合反应中，含有杂原子的有机单体：三苯基膦、三苯基砷、三苯基锑和三苯基铋等都是一个杂原子连有三个苯环；且由于杂原子的电负性使含杂有机单体上苯环的活性变差，导致其自身发生聚合反应的几率很小，而更易于和聚苯乙烯中的苯环发生超交联反应。……