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 【引言】

多孔有機(jī)聚合物（POPs）作為多孔材料的重要分支，在吸附、分離、催化、有機(jī)光電等領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。然而，多數(shù)POPs材料在合成之初均以粉體形式存在，難以加工成型，對其實際應(yīng)用帶來了極大的限制。因此，發(fā)展可溶POPs，成為多孔材料實際應(yīng)用進(jìn)程中的一大熱點。目前，可溶POPs的種類和數(shù)量十分有限，已有的自具微孔聚合物（PIMs）、可溶共軛微孔聚合物（SCMPs）、可溶共軛聚合物納米粒子（SCPNs）等材料存在成本高昂、路線復(fù)雜等弊端，降低了實際應(yīng)用的可行性，發(fā)展低成本、易于加工的合成路線十分必要。

【成果簡介】

近日，華中科技大學(xué)譚必恩教授（通訊作者）研究團(tuán)隊在學(xué)術(shù)期刊Macromol. Rapid Commun. 上發(fā)表了題為 “Soluble Hyperbranched Porous Organic Polymers”的文章，將超支化聚合物（HBPs）與多孔有機(jī)聚合物的概念相結(jié)合，提出了制備可溶POPs的新策略。他們以AB2型剛性有機(jī)單體作為構(gòu)筑單元，通過簡單高效的Frediel-Crafts反應(yīng)一步聚合得到了可溶超支化多孔有機(jī)聚合物。該類材料兼具HBPs的有機(jī)溶解性及POPs的孔性質(zhì)，比表面積最高達(dá)到646 m² g^-1，在溶解成膜之后仍能保持高度的多孔性，在氣體儲存和分離、光電、藥物釋放等領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

【圖文導(dǎo)讀】

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

圖1  (a) 丁達(dá)爾效應(yīng)檢測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圖；(c, f）日光燈下和紫外燈照射下（內(nèi)部）的poly(CDM)-215/PS 膜和poly(DCDM)-335/PS 膜

圖2  a）Poly(CDM)-x（實心）和poly-(DCDM)-x（空心）的重均分子量（M_w,LS，紅）和分子量分布指數(shù)（PDI_LS，藍(lán)）；b, e) poly(CDM)-155 和poly-(DCDM)-155的SEM圖；c, f) poly(CDM)-155和poly(DCDM)-155的TEM圖；d, g)poly(CDM)-155和poly(DCDM)-155的HRTEM圖

圖3  (a）poly(DCDM)-395 (藍(lán))和poly(DCDM)-395-CHCl₃-Anti (紅) 在77.3 K下的氮氣吸附-解吸附曲線；(b）poly(DCDM)-395 (藍(lán))和poly(DCDM)-395-CHCl₃-Anti （紅）在77.3 K下的孔徑分布曲線；(c）poly(DCDM)-395-CHCl₃ 在273 K下的CO₂吸附曲線。內(nèi)部：采用非本征密度模型計算得到的孔徑分布曲線；(d）poly(DCDM)-395（藍(lán)）, poly(DCDM)-395-CHCl₃（黑）和 poly(DCDM)-395-CHCl₃-Anti（紅）在273 K下的CO₂吸附-解吸附曲線。

圖4 Poly(CDM)-x（a）和poly(DCDM)-x（b）的熒光發(fā)射光譜。內(nèi)部為紫外燈照射下poly(CDM)-x的氯仿溶液和poly(DCDM)-x的氯仿溶液；(c）CCK-8法細(xì)胞活力檢測，待測工作液濃度為0-100 μg/mL；(d）poly(DCDM)-335的藥物釋放曲線。紅線為擬合曲線。

【小結(jié)】

本文成功地設(shè)計和制備了一系列分子量可預(yù)測的可溶超支化多孔有機(jī)聚合物。超支化聚合物的結(jié)構(gòu)使其能在溶解后很大程度上POPs的比表面積。在不考慮加工條件的情況下，可溶超支化多孔有機(jī)聚合物的比表面積較大，有望用于氣體吸附與分離。同時，它還具有高載藥率及熒光性能，促進(jìn)了后續(xù)聚合物多孔膜方面的研究。