《具有多孔有機框架結構的光功能高分子的合成及套用》是依託復旦大學，由郭佳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有多孔有機框架結構的光功能高分子的合成及套用
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭佳
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在多尺度上開發具有多孔有機框架結構的光功能高分子材料；從分子層面、微納尺度到巨觀尺度，設計合成一系列光功能基團修飾、構築的多組分、多級結構的多孔有機框架及其複合體，從而實現在光回響、光捕獲、光催化、光感測等能源環境領域的套用。以共軛多孔高分子為研究對象，設計核殼結構的微納尺度共軛多孔高分子微球，研究多級結構中光活性基團的光能捕獲、轉移及轉換的機制和規律；在巨觀層面上，發展一種製備共軛多孔高分子有機凝膠的方法，並與功能材料複合，探索在主客體作用下的光能利用和轉換性質。
結題摘要
本項目圍繞多孔共價聚合物骨架大分子展開，從分子設計入手，採取多樣的聚合體系和方法，獲得了一系列由功能分子構築、多級孔道結構、多種形式的共軛微孔聚合物（CMP）和共價有機骨架（COF）材料，系統研究了此類材料在微納尺度和巨觀尺度上的可控合成策略和方法，並針對不同尺寸形態的CMP和COF骨架結構，探索了其在光能吸收及轉換方面的特點以及分子調控的影響和內在機制，從而開展了一系列光功能和催化相關的套用基礎研究。主要包括以下三個方面內容：（1）在微納尺度上，採用了多種可控合成方法，實現了用不同功能分子來構築具有光功能性的CMP納米材料，並通過聚合體系和方法的調控，在CMP微球上開發出了多級孔道結構以及多種膠體形態，進而探索其光功能特性，發展了光捕獲、光能轉移、光熱轉換以及選擇性催化等方面的套用潛力。（2）在巨觀尺度上，建立了CMP凝膠化的可控合成方法，探索了CMP凝膠的基本理化性質及反應條件對多孔性的影響，並發展出兩種CMP分子網路互穿的複合體系；同時，基於該方法在密胺樹脂的大孔海綿中原位合成了CMP，並使纖維形態的CMP覆蓋在大孔骨架上，形成了具備雙級孔道、結構穩定的彈性CMP複合物，並證明了其在醯基轉移反應中的優異催化效果。（3）從動態共價鍵的概念出發，基於亞胺鍵形成的可逆反應，在特定條件下將核殼結構的聚甲亞胺複合微球，通過分子重排轉變成形態尺寸均一可控的結晶性COF複合微球，並通過聚合物骨架的分子設計，顯著提高了近紅外的光吸收能力以及光熱轉換效率。在項目執行期間，在國內外高水平期刊上發表論文11篇，包括2篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Chem. Mater.、2篇Small、1篇Chem. Commun.、1篇ACS Appl. Mater. Interfaces、1篇Polym. Chem.和1篇ACS Macro Lett.，並受邀在《化學學報》和《Chinese Chemical Letters》上發表2篇綜述論文；同時申請了2項中國專利以及獲得了1項專利的授權。
