什么是有機(jī)多孔材料?
POF材料,即有機(jī)多孔材料,是近幾年才被人們重視起來的一類微孔(孔道尺寸一般小于2納米)材料。顧名思義,POF材料是*由有機(jī)基塊構(gòu)筑的,具有穩(wěn)定的孔道結(jié)構(gòu)的聚合物材料。有機(jī)基塊通常是含有苯環(huán)、炔基等的有機(jī)小分子,同時含有多于一個的鹵代基(或硼酸、醛基、氨基、氰基等)可以通過偶聯(lián)等聚合反應(yīng)等使這些有機(jī)小分子互相連接,從而形成無限連接的聚合物材料。
POF的結(jié)構(gòu)。POF的結(jié)構(gòu)可以是晶態(tài)的,也可以是無序的,這和合成它們的聚合反應(yīng)的選擇有很大的關(guān)系。由于合成POF結(jié)構(gòu)的有機(jī)基塊多會選擇對稱性較高、剛性的小分子,一般認(rèn)為,就算是對于無序的結(jié)構(gòu),有機(jī)基塊還是會按照一定的連接方式聚合,從而在微觀尺寸上形成理想的規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
POF具有有序的微孔結(jié)構(gòu)。POF的微孔結(jié)構(gòu)可以通過材料對氮?dú)獾确肿幼鳛樘结樀奈叫袨榈臏y試來研究。研究顯示,POF一般具有尺寸分布很小的微孔結(jié)構(gòu),也側(cè)面說明了POF結(jié)構(gòu)微觀尺寸上的規(guī)則性。而有序單一的微孔結(jié)構(gòu)對于氣體存儲、小分子分離、催化劑等的擔(dān)載以及主客體化學(xué)的應(yīng)用和研究都有很大的意義。
POF的內(nèi)表面積很大。材料的內(nèi)表面積也是通過氮?dú)獾确肿幼鳛樘结榿頊y試的,可以一定程度上衡量多孔材料吸附小分子的能力。POF材料的內(nèi)表面積通常在每克1000平方米以上,高于傳統(tǒng)的微孔材料沸石分子篩。而PAF-1的內(nèi)表面積達(dá)到每克5600平方米,甚至可以和晶態(tài)微孔材料MOF中的媲美。
POF的微孔結(jié)構(gòu)具有可調(diào)控、可修飾性。鑒于POF的結(jié)構(gòu)*由有機(jī)基塊組成,依托于現(xiàn)在發(fā)展出的具有很高的定向性的有機(jī)合成技術(shù),可以有效的對POF的微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行大小和形狀的調(diào)控以及功能的修飾。例如:使用結(jié)構(gòu)相似、尺寸較大的有機(jī)基塊可以得到孔道尺寸更大的同系列化合物;使用帶有某些功能基團(tuán)的有機(jī)基塊可以將功能性引入到POF的孔道中。