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什么是有机多孔材料?
点击次数:176 发布时间:2019-04-27

  什么是有机多孔材料

  POF材料,即有机多孔材料,是近几年才被人们重视起来的一类微孔(孔道尺寸一般小于2纳米)材料。顾名思义,POF材料是完全由有机基块构筑的,具有稳定的孔道结构的聚合物材料。有机基块通常是含有苯环、炔基等的有机小分子,同时含有多于一个的卤代基(或硼酸、醛基、氨基、氰基等)可以通过偶联等聚合反应等使这些有机小分子互相连接,从而形成无限连接的聚合物材料。

  POF的结构。POF的结构可以是晶态的,也可以是无序的,这和合成它们的聚合反应的选择有很大的关系。由于合成POF结构的有机基块多会选择对称性较高、刚性的小分子,一般认为,就算是对于无序的结构,有机基块还是会按照一定的连接方式聚合,从而在微观尺寸上形成理想的规则的结构。

  POF具有有序的微孔结构。POF的微孔结构可以通过材料对氮气等分子作为探针的吸附行为的测试来研究。研究显示,POF一般具有尺寸分布很小的微孔结构,也侧面说明了POF结构微观尺寸上的规则性。而有序单一的微孔结构对于气体存储、小分子分离、催化剂等的担载以及主客体化学的应用和研究都有很大的意义。

  POF的内表面积很大。材料的内表面积也是通过氮气等分子作为探针来测试的,可以一定程度上衡量多孔材料吸附小分子的能力。POF材料的内表面积通常在每克1000平方米以上,高于传统的微孔材料沸石分子筛。而PAF-1的内表面积达到每克5600平方米,甚至可以和晶态微孔材料MOF中的媲美。

  POF的微孔结构具有可调控、可修饰性。鉴于POF的结构完全由有机基块组成,依托于现在发展出的具有很高的定向性的有机合成技术,可以有效的对POF的微孔结构进行大小和形状的调控以及功能的修饰。例如:使用结构相似、尺寸较大的有机基块可以得到孔道尺寸更大的同系列化合物;使用带有某些功能基团的有机基块可以将功能性引入到POF的孔道中。

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