南开张振杰Angew:柔性聚合物与结晶性多孔材料的连接:一种双赢的杂化策略
Nanoyu Nanoyu 2020-10-09


晶态多孔材料(CPMs)由于其精准的结构、可定制和多孔的结构,在过去的几十年里得到了广泛的研究。然而,其有限的稳定性和可加工性限制了其在颗粒方面的应用。近年来,利用混合策略来弥合CPMs和柔性聚合物之间的差距成为解决上述问题的一种新趋势。聚合物既可以在框架内交联,也可以锚定在材料的外表面,从而赋予CPMs聚合物特性,如柔韧性、延展性和可加工性。这种聚合物链接的CPMs(聚CPMs)在膜分离、多相催化和智能响应等领域显示出更好的性能。

近日,南开大学张振杰教授综述了CPMs与柔性聚合物的杂化策略的最新进展,并对其潜在的应用前景和未来的发展方向进行了展望。

文章要点

1制备聚CPMs有两种可行的策略。一种是预合成策略,在预合成策略中,带有反应性基团(例如羧酸盐、酰肼)的聚合物可以作为CPMs在构筑块(例如金属离子、配体、单体)自组装过程中的共反应物。另一种策略是后合成策略,预先合成CPMs然后利用反应性基团进行官能化。


2根据CPMs的类型,聚CPMs主要分为四大类:聚合物系留沸石、聚合物系留MOFs、聚合物系留COFs和聚合物系留笼。作者逐一总结了每个系列的最新研究进展,并描述每种聚CPMs的杂化策略。


3尽管CPMs在许多领域显示出巨大的应用潜力,但仍有一些尚未解决的挑战阻碍了其实际应用。将聚合物引入CPMs可以带来许多优点:i)通过提供额外的连接性和疏水性来提高CPMs的稳定性;ii)有效地调整通道以获得更好的分离性能;iii)促进连续膜的形成。基于上述优点,聚CPMs在各个领域都显示出了广阔的应用前景,特别是在膜分离、多相催化和智能响应方面。


4作者最后指出,尽管聚CPMs已经取得了巨大的进步,但仍面临一些关键挑战,包括:i)获得高结晶度的杂化材料具有挑战性,特别是对预合成策略而言;ii)聚CPMs的均匀性;iii)聚CPMs的详细组件和结构的研究。此外,应开发绿色、可扩展的聚CPMs合成策略,以满足实际应用的要求。

Fazheng Jin, et al, Tethering Flexible Polymers to Crystalline Porous Materials: A Win-Win Hybridization Approach, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI:10.1002/anie.202011213

https://doi.org/10.1002/anie.202011213


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