上海交通大学在基于希夫碱化学构建的多孔聚合物的研究工作取得突破性进展
日期:2014-12-19 阅读:1154

 

    2014年5月21日,国际著名的材料学权威杂志《Advanced Materials》上公开发表化学化工学院冯新亮教授、张帆教授研究团队的题为“Graphene Coupled Schiff-base Porous Polymers: Towards Nitrogen-enriched Porous Carbon Nanosheets with Ultrahigh Electrochemical Capacity”的研究成果。
    近年来, 有机多孔聚合物合成的研究工作成为热点。它可以广泛应用在气体吸附、分离、非均相催化,储能,在分子器件和药物递释等领域。此类材料具有制备方法多样性、可修饰性、孔径尺寸可调控性等特点。

 

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    该课题组的研究成果是基于希夫碱化学构建的多孔聚合物。通过控制材料的形貌,合成了一些基于石墨烯的希夫碱二维多孔聚合物(TPPs)。整个合成方案是采用廉价易得的分子,成功合成出TPPs。经过严格检测,该材料具有高达43.9%的氮含量、片层的形貌以及762 m2g-1的比表面积。为未来大规模生产TPPs材料提供可能。
    TPPs是制备富氮二维多孔碳(TPC)纳米片的较好的前驱体。研究人员通过采用10 wt%胺化的氧化石墨烯和1,3-邻苯二甲醛顺利制备TPC-1,在热分解温度为700℃,800℃和 900℃时,得到不同氮含量的TPC-1材料,分别达到12.3%,8.8%和5.6%。其中通过800℃热处理而得到的TPC-1具有高达424 F.g-1的比电容,在已报道的基于石墨烯的氮掺杂多孔碳材料的研究水平处于领先地位。
   该研究工作在冯新亮教授、张帆教授(课题组网站:http://afo.sjtu.edu.cn)指导下由庄小东博士完成。

 
原文链接DOI:10.1002/adma.201305040 

 

背景知识
    有机多孔聚合物(porous organic polymers, POPs)是由C, H, O, N, B等轻质元素组成的一类具有较大比表面积(specific surface areas, SSAs)和大量孔结构的新型多孔材料。根据结构特点的不同, 主要可分为自具微孔聚合物(polymers of intrinsic microporosity, PIMs)、超交联聚合物(hypercross-linked polymers, HCPs)、共轭微孔聚合物(conjugated microporous polymers, CMPs)和共价有机骨架聚合物(covalent organic frameworks, COFs)。

 

 

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