华中科技大学谭必恩教授Macromol. Rapid Commun. ：可溶超支化多孔有机聚合物

【引言】

多孔有机聚合物（POPs）作为多孔材料的重要分支，在吸附、分离、催化、有机光电等领域显示出广阔的应用前景。然而，多数POPs材料在合成之初均以粉体形式存在，难以加工成型，对其实际应用带来了极大的限制。因此，发展可溶POPs，成为多孔材料实际应用进程中的一大热点。目前，可溶POPs的种类和数量十分有限，已有的自具微孔聚合物（PIMs）、可溶共轭微孔聚合物（SCMPs）、可溶共轭聚合物纳米粒子（SCPNs）等材料存在成本高昂、路线复杂等弊端，降低了实际应用的可行性，发展低成本、易于加工的合成路线十分必要。

【成果简介】

近日，华中科技大学谭必恩教授（通讯作者）研究团队在学术期刊Macromol. Rapid Commun. 上发表了题为 “Soluble Hyperbranched Porous Organic Polymers”的文章，将超支化聚合物（HBPs）与多孔有机聚合物的概念相结合，提出了制备可溶POPs的新策略。他们以AB2型刚性有机单体作为构筑单元，通过简单高效的Frediel-Crafts反应一步聚合得到了可溶超支化多孔有机聚合物。该类材料兼具HBPs的有机溶解性及POPs的孔性质，比表面积最高达到646 m² g^-1，在溶解成膜之后仍能保持高度的多孔性，在气体储存和分离、光电、药物释放等领域具有显著的应用优势。

【图文导读】

Poly(CDM)-x 和 Poly(DCDM)-x的合成路线。单体：(a）二苯氯甲烷；( b）二氯二苯甲烷

图1  (a) 丁达尔效应检测St-co-MAA乳液、poly(CDM)-215 /THF溶液及poly(DCDM)/THF溶液；(d) poly(DCDM)-335膜 ；(b, e）poly(DCDM)-335膜的SEM图；(c, f）日光灯下和紫外灯照射下（内部）的poly(CDM)-215/PS 膜和poly(DCDM)-335/PS 膜

图2  a）Poly(CDM)-x（实心）和poly-(DCDM)-x（空心）的重均分子量（M_w,LS，红）和分子量分布指数（PDI_LS，蓝）；b, e) poly(CDM)-155 和poly-(DCDM)-155的SEM图；c, f) poly(CDM)-155和poly(DCDM)-155的TEM图；d, g)poly(CDM)-155和poly(DCDM)-155的HRTEM图

图3  (a）poly(DCDM)-395 (蓝)和poly(DCDM)-395-CHCl₃-Anti (红) 在77.3 K下的氮气吸附-解吸附曲线；(b）poly(DCDM)-395 (蓝)和poly(DCDM)-395-CHCl₃-Anti （红）在77.3 K下的孔径分布曲线；(c）poly(DCDM)-395-CHCl₃ 在273 K下的CO₂吸附曲线。内部：采用非本征密度模型计算得到的孔径分布曲线；(d）poly(DCDM)-395（蓝）, poly(DCDM)-395-CHCl₃（黑）和 poly(DCDM)-395-CHCl₃-Anti（红）在273 K下的CO₂吸附-解吸附曲线。

图4 Poly(CDM)-x（a）和poly(DCDM)-x（b）的荧光发射光谱。内部为紫外灯照射下poly(CDM)-x的氯仿溶液和poly(DCDM)-x的氯仿溶液；(c）CCK-8法细胞活力检测，待测工作液浓度为0-100 μg/mL；(d）poly(DCDM)-335的药物释放曲线。红线为拟合曲线。

【小结】

本文成功地设计和制备了一系列分子量可预测的可溶超支化多孔有机聚合物。超支化聚合物的结构使其能在溶解后很大程度上POPs的比表面积。在不考虑加工条件的情况下，可溶超支化多孔有机聚合物的比表面积较大，有望用于气体吸附与分离。同时，它还具有高载药率及荧光性能，促进了后续聚合物多孔膜方面的研究。

华中科技大学化学与化工学院为第一完成单位，第一作者为2015级博士生杨玉皖，谭必恩教授为论文通讯作者；论文作者还包括华中科技大学生命科学与技术学院2015级硕士生冯凌云；化学与化工学院2014级硕士生刘云飞、本科生任俊；化学与化工学院副教授金尚彬；生命科学与技术学院教授苏莉；澳大利亚CSIRO的Colin Wood博士。

文献链接： Soluble Hyperbranched Porous Organic Polymers （ Macromol. Rapid Commun. 2018，DOI: 10.1002/marc.201800441  ）

本文由材料人编辑部kv1004供稿，材料牛整理编辑。  感谢谭必恩教授对本文的指导修改。

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