毕业论文课题相关文献综述
一、 引言
全球气候变暖的问题引起了全球越来越多的关注，温室气体CO2的减排成为了人们的共识，CO2的捕获与封存（Carbon Capture and Storage，CCS）这一新技术成了人类进行CO2减排地必然选择。目前，物理吸附法是从各种工业气体中捕获分离CO2最有效的方法之一。在物理吸附法中，发展具有优异吸附性能的吸附材料是技术关键所在。
微孔聚合物材料由于其具有很高的比表面积、质轻、化学合成路径多样以及很容易进行官能团修饰等优点，是一种很有发展潜力的吸附材料，近年来，MOPs 在物理吸附储存气体方面表现出巨大潜力，从而在储氢和温室气体封存方面成为研究的热点之一。本课题工作的目的正是制备一些具有微孔结构的聚合物材料，并探讨其吸附性能。
1.定义与化学进展
1.1定义
微孔聚合物材料是近年发展起来的另一种固体多孔材料，由于其具有较高的比表面积，且聚合物分子链主要为密度较轻的元素C、N、O、H组成；相比无机多孔材料和MOF而言，可供选择的单体及材料的合成方法多样，在多孔骨架中引入各种官能团比较容易，且材料的热稳定性好，因而成为了一种新型的，且最具发展潜力的材料。其中平均孔径较小的微孔聚合物材料，由于其孔尺寸与CO2的分子的动力学直径相匹配，因而更适合用于CO2气体的吸附。
有机微孔聚合物物(microporous organic polymers, MOPs)是一类具有较大比表面积，包含大量孔尺寸小于2 nm的聚合物多孔材料。MOPs按照其结构特点分为4种类型: 自具微孔聚合物（polymers of intrinsic microporosity, PIMs)，超交联聚合物(Hyper-cross-linked polymers, HCPs)，共价有机网络(covalent organic frameworks, COFs)和共轭微孔聚合物(conjugated microporous polymers, CMPs)。其中PIMs、HCPs和CMPs为无定形态，COFs为晶态。
COFs是具有有序结构的微孔聚合物，其结构中刚性的单元整齐排列，形成统一尺寸的微孔。而晶态微孔聚合物的特点是能够精确地控制其表面的化学性质，并引入特定的分子识别或催化点，有利于分子分离﹑化学选择性吸附和非均相催化[1-3]。其制备思路来源于由Yaghi和其合作者提出的金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)，其比表面积＞3000 m2/g[4]。与MOFs结构中含有金属元素不同，COFs完全由有机元素组成，在热力学控制下快速可逆成键，形成最稳定的结构。MOPs由较轻质量的元素C、H、O、N组成[5]。与常规的微孔材料沸石、硅胶和金属有机网络(MOFs)相比，具有质量更轻，比表面积更大的优点[6]。此外，其具有良好的化学和物理稳定性，合成的多样性以及孔尺寸的可控性，广泛应用于非均相催化、分离和气体储存等领域，特别是在物理吸附储存氢气方面具有巨大的潜力，因而成为一种新型的、具有发展潜力的多孔材料。
PIMs是靠自身的刚性和分子空间旋转结构获得微孔的一类特殊聚合物。大多数聚合物有相当大的构象柔韧性，其构象能够重排。而PIMs刚性和扭曲的分子结构，使其主链不能自由转动，大分子中各部分不能有效的占据内部空间，凹陷的刚性部分形成连续的微孔。PIMs能够制备成不溶的网络或可溶的聚合物。
超交联聚合物( hyper-crosslinked polymers, HCPs)，是由动力学控制下的不可逆反应聚合形成的产物。可以由两条路线制备:第一条路线以氯甲基苯乙烯(VBC)为单体交联获得前体，再经傅-克(Friedel-Crafts, F-C)反应获得具有超交联结构的聚合物网络[7-8]；第二条路线可由二氯甲苯(DCX)、4，4'-二氯甲基-1，1'-联苯(BCMBP)和二氯甲基蒽(BCMA)直接交联得到[9]。
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