有機(jī)多孔材料包括共價有機(jī)骨架材料（COFs）、共軛微孔聚合物（CMPs）、多孔芳香骨架材料（PAFs）等，是一類新型的具有高比表面積、豐富孔內(nèi)環(huán)境的多孔高分子材料。這類材料在氣體吸附與貯存、催化等領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)用前景。王博教授、馮霄特別研究員在這一領(lǐng)域開展系列研究，并于近期取得以下研究成果。
水污染等環(huán)境問題是當(dāng)今社會面臨的一大挑戰(zhàn)，通過光催化反應(yīng)對污染物進(jìn)行高級氧化降解有望成為一種更加高效、節(jié)能的污染物處理方法。王博教授、馮霄特別研究員團(tuán)隊通過三鍵聚合反應(yīng)構(gòu)筑了系列基于二茂鐵基元的共軛微孔聚合物（Fc-CMPs）用于有毒有害物質(zhì)降解研究。Fc-CMPs具有較大的孔徑和比表面積，使得污染物容易進(jìn)入孔道進(jìn)行預(yù)富集并可充分接近易發(fā)生氧化還原反應(yīng)的內(nèi)表面，同時Fc-CMPs合適的分子軌道能級使得這類材料可高效產(chǎn)生活性氧物種。在可見光和模擬太陽光下，F(xiàn)c-CMPs光催化降解亞甲藍(lán)的能力均優(yōu)于二氧化鈦 (P25)，并且能夠?qū)⒒瘜W(xué)戰(zhàn)劑芥子氣模擬物（2-氯乙基乙基硫醚）完全轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)物。該研究工作發(fā)表在德國應(yīng)用化學(xué)上（ Angew. Chem. Int. Ed. , 2019, DOI: 10.1002/anie.201813598），文章第一作者為博士生馬麗，通訊作者為王博教授、馮霄特別研究員。
在前期工作中（ Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56 , 16313，第一作者為博士生張媛媛，通訊作者為馮霄特別研究員），該團(tuán)隊曾成功開發(fā)出基于環(huán)糊精的三維共價有機(jī)骨架材料（CD-COFs），該系列COFs為首次利用柔性基元構(gòu)筑的具有 rra 拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)并通過離子型硼元素連接的三維COFs材料。其中，CD-COF-LiéLiPF6-EC-DMC的室溫鋰離子電導(dǎo)率可以達(dá)到2.7 mS cm-1。然而，其中殘留的微量電解液可能會在實際應(yīng)用過程中帶來一定的安全隱患。為解決這一問題，該團(tuán)隊將低分子量聚乙二醇（PEG）裝載入COF孔道中加速鋰離子傳導(dǎo)，制備出沒有溶劑殘留的全固態(tài)電解質(zhì)，并系統(tǒng)性研究了COF骨架電荷對于鋰離子傳導(dǎo)行為的影響，實現(xiàn)大于0.6的鋰離子遷移數(shù)以及120 °C 下1.8 mS cm-1的離子傳導(dǎo)速率。這一簡單的通過擔(dān)載PEG加速離子傳導(dǎo)并提高工作溫度范圍的策略為將多孔材料進(jìn)一步應(yīng)用于全固態(tài)電池領(lǐng)域提供了可能。該研究工作發(fā)表在美國化學(xué)會志上，并被選為封面文章（ J. Am. Chem. Soc. , 2019, 141, 1923），文章第一作者為碩士生郭振彬和博士生張媛媛，通訊作者為王博教授、馮霄特別研究員。
有機(jī)多孔材料大多不溶不熔，為其進(jìn)一步器件化等實際應(yīng)用帶來了巨大挑戰(zhàn)。該團(tuán)隊在前期大量成膜化研究基礎(chǔ)上，成功利用液液界面成膜法開發(fā)了具有不同長度烷氧基鏈修飾的系列COF薄膜材料，并對其介電常數(shù)等相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了研究。該系列柔性的COF膜具有接近于空氣的介電常數(shù)值（在105 Hz下， κ = 1.19 ± 0.04），可媲美目前已報道的無機(jī)多孔材料，并且這類COF薄膜材料表現(xiàn)出較好的機(jī)械性能、低介電損耗、高擊穿電壓、低漏電流、高抗?jié)穸群涂箯澱勰芰。低介電常?shù)材料被廣泛應(yīng)用于電子電路器件中的絕緣層，用于減少信號延遲、串?dāng)_噪聲和能量耗散。除此之外，高介電常數(shù)材料可以應(yīng)用于場效應(yīng)晶體管的柵極和電容器當(dāng)中，該團(tuán)隊還利用COF薄膜裝載小分子極性化合物，可將其介電常數(shù)提升43倍。該研究工作發(fā)表在德國應(yīng)用化學(xué)上（ Angew. Chem. Int. Ed. , 2018, 57, 16501），文章第一作者為博士生邵鵬鵬、李婕，通訊作者為王博教授、馮霄特別研究員。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201813598
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13551
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201710633
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201811250
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