共价有机骨架聚合物功能膜制备方法的研究进展

刘祎，汪明旺，吕宏凌，陈金庆

（中国石油大学(华东)化学工程学院，山东青岛 266580）

共价有机骨架聚合物（COFs）是一类具有周期性结构的晶态多孔功能材料，由硼、碳、氮等轻质有机元素以共价键稳固连接构成，因其具有低密度、高孔隙率、高比表面积、单体多样性、易于分子层面功能化设计等优点，近年来引起广泛关注[1]，在储气储能、半导体催化、分子筛分/捕获、新型电极材料、传导传感、生物医疗等领域极具潜力。但COF材料通常是粉末微晶形态，难融熔、难加工，严重限制其应用范围。将COF晶体以薄膜形态成型可充分发挥其固有优势，易改性的丰富内孔道结构拓展了功能性COF材料应用范围，基于拓扑设计与缩聚反应的高效COFs薄膜制备是近些年COF材料研究的主要方向。

目前多孔膜材料集中在人造孔石墨烯基材料、沸石咪唑酯框架、金属有机框架（MOF）、微滤纳滤等膜。这些材料多依附基底呈薄膜复合膜或混合基质膜（MMMs），虽具备可控内孔道结构、高孔隙率，呈现分离应用潜力，但均存在高分子链段覆盖、界面相容性差、易水解等问题，利用现有工艺条件难以形成连续大尺寸纯态超薄功能膜。固有二维拓扑层状结构的COF材料可便利实现大尺寸薄膜制备，且轻质、易修饰、全有机架构兼容性强。近年来，已有多类型大量COF材料用于设计制备高性能COFs薄膜，应用在气体分离、传感、储气、催化、膜电极等领域。COFs薄膜被应用于膜分离领域，具有高渗透性和高选择性，特别是纳滤和超薄复合膜[2-3]，制膜方法直接决定膜组成、膜孔结构和功能性应用。……