上海理工大学宋文良、余灯广等 Prog. Polym. Sci.：形貌可控的多孔有机聚合物

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多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers, POPs)是由有机构筑单元通过共价键连接成的具有本征或堆积孔结构的有机高分子材料,具有稳定性高、结构和物化性能易修饰等优点。POPs的形貌既可通过直接组装聚合来组装,又可通过后期加工来成型。丰富的形貌调控手段赋予了POPs广泛的应用领域和更加突出的综合性能,使其在气体吸附与分离、发光与传感、无机与有机污染物去除、催化、药物负载与缓释、能源储存与转化等研究领域表现出广泛的应用前景。

图1.多孔有机聚合物的分类，典型形貌及其前沿应用。

在这篇综述中，作者简要介绍了几种典型POPs, 共价有机框架(COFs)、自聚微孔聚合物(PIMs)、超交联聚合物(HCPs)、多孔芳香骨架(PAFs)和共轭微孔聚合物(CMPs)的合成手段，继而重点介绍了POPs的形态控制方法，包括直接组装方案(硬模板法、软模板法、无模板法、机械法等)，后期成型方案(静电纺丝、3D打印等)和两种方案交替使用的方案(图2)。这些方案使得POPs表现为精确控制的形态(纤维，球体，层状等)和空间分布(线性排列或随机组装等)。特别是在最新的研究中一些手性缠绕的纤维、蜂巢状、立方体、瓶状等新颖形态也被相继发现，这为POPs的组装机理研究和后期应用提供了更多可能。

图2.多孔有机聚合物的直接组装和后期成型方案。

由于POPs独特的形态，其孔径的扩大、活性位点的提高以及内部腔体结构的增加极大地增强了此类聚合物的应用广度和功效，使得其在气体吸附/转化、催化、环境修复、能源和生物医学工程等领域引起了广泛的关注。例如，具备内部腔体的POPs可用于药物的装载和释放；纳米管形态的POPs碳化材料可有效提高超级电容器的比电容和稳定性；POPs纤维膜在水处理应用上效率高且回收方便；蜂窝形态的POPs分层孔分布适合用于燃料电池隔膜。此外，最近基于形貌可控POPs在热传导、辐射制冷、空气集水、信息技术、食品检测/储存等方面研究也相继在权威期刊上被报道，更加说明了调控POPs形貌的重要作用。

最后，本综述讨论了当前POPs形貌调控所面临的挑战，为后续的POPs研究，尤其是形貌与其应用之间的关联提供了参考思路。

该综述以 “Porous Organic Polymers with Defined Morphologies, Synthesis, Assembly, and Their Emerging Applications” 为标题发表在Progress in Polymer Science上发表了。该文章以上海理工大学为第一单位，青年教师宋文良为该论文第一作者/通讯作者、上海理工大学电流体动力学新材料团队余灯广教授与韩国釜山国立大学Il Kim教授为共同通讯作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2023.101691

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