sp~2-碳链接的共轭有机多孔聚合物

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共轭有机多孔聚合物是近年来发展起来的一类具有π-共轭骨架结构多孔材料,由于其具有高比表面积、良好的稳定性、可控孔结构及分子可设计性,被广泛用于气体吸附、油水分离和能源储存等领域。特别是结构中的π-共轭体系使其具有典型的半导体活性,但这里聚合物在光催化领域的研究才刚刚起步。构建sp2-碳链接的多孔聚合物骨架,可以扩大体系的π-共轭程度,同时,能提高骨架的光稳定性,进而,获得良好的光催化活性。基于此,本文通过Knoevenagel缩合反应合成了sp2全碳骨架共轭多孔有机聚合物,并在聚合物结构中引入吸电子和给电子单元或基团,形成给体?受体结构(D-A)的聚合物网络,调节材料带隙,并扩展聚合物的可见光吸收能力,同时,改善材料的亲水性质等,从而,获得或增强聚合物的可见光催化性能,具体地获得了以下结果:1.以1,3,5-三(4-甲酰苯基)苯为单体分别与2,5-双(氰甲基)-1,4-二甲氧基苯或2,5-二甲基-1,4-双(氰甲基)苯通过Knoevenagel缩合反应,分别制得两种D-A结构共轭多孔聚合物POP-OCH3和POP-CH3,两种材料均具有良好的化学和热稳定性,以及丰富的光物理和电化学性质;所制备聚合物表现出良好的可见光催化活性,能够有效降解染料污染物;相应的构效关系研究表明,POP-OCH3具有较窄光学带隙,良好的亲水性,因而,表现出更好的光催化活性。2.利用不同结构的芳烃衍生物,如,2,4,6-三(4-甲酰苯基)-1,3,5-三嗪或1,3,6,8-四(对甲酰基苯基)芘为单体,分别与2,5-双(氰甲基)-1,4-二甲氧基苯或2,5-二甲基-1,4-双(氰甲基)苯进行Knoevenagel缩合反应,制备了系列有机共轭多孔聚合物TFPT-OCH3,TFPT-CH3,TFPPy-OCH3and TFPPy-CH3。所制备的聚合物可以高效吸收可见光,通过引入不同的单体,可以有效调节聚合物的光学带隙;作为可见光催化剂,能够有效裂解水产氢,并表现出良好的催化活性和可循环使用性。
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