Page 70 - 《精细化工》2021年第12期

第 38 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.38, No.12
2021 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2021

综论
基于共轭微孔聚合物的二维膜材料构筑及应用

孙寒雪，禅文君，王韵佳，朱照琪，李吉焱

（兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050）

摘要：共轭微孔聚合物（CMPs）是典型的多孔有机聚合物，具有丰富的微纳孔和结构可调控性。具有二维结构
的 CMPs 膜材料既保留了 CMPs 材料的 π-共轭骨架和纳米多孔结构，又兼具二维材料优异的可加工性。重点总
结了近年来 CMPs 膜材料的制备方法，包括电化学法、界面聚合法、模板法等；同时介绍了 CMPs 膜材料在纳
滤、分离、抑菌等领域的应用现状；最后指出宏观大尺度 CMPs 膜的制备技术开发及其微观结构、化学组成与
性能调控是未来二维 CMPs 膜材料的重点发展方向。
关键词：共轭微孔聚合物；膜材料；二维；模板法
中图分类号：TQ317 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 12-2432-07

Construction and application of two-dimensional membrane materials
based on conjugated microporous polymers

SUN Hanxue, CHAN Wenjun, WANG Yunjia, ZHU Zhaoqi, LI Jiyan
（College of Petrochemical Technology, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China）

Abstract: Conjugated microporous polymers (CMPs) are typical porous organic polymers with abundant
micro/nanopores and structure tunability. CMPs membrane materials with two-dimensional structure
retain the π-conjugated framework and nanoporous structure of CMPs materials, and possess excellent
machinability of two-dimensional materials. The preparation methods such as template method, interfacial
polymerization and electrochemical method of CMPs membrane materials in recent years are reviewed. The
applications of CMPs membrane materials in nanofiltration, separation, antibacterial and other fields are
also summarized. Finally, it is pointed out that the development on preparation technology of CMPs
membrane with large size, and study on their microstructure, chemical composition and property
modulation will be the key direction in the future.
Key words: conjugated microporous polymers; membrane materials; two-dimension; template method

多孔有机聚合物（POPs）是有机固体家族重要 碱），在吸附、分离、催化、储能等领域具有潜在的
成员之一，主要由含轻元素（如 C、H、O、N、B 应用价值，因而日益受到重视 [6-9] 。最具吸引力的是，
等）的分子单元通过共价键连接成三维网络结构， CMPs 的结构和性能依赖于其砌块结构单元的分子结
具有比表面积大、孔隙丰富、密度低及化学结构多 构和化学组成，即可以通过调控砌块单体分子的结
样等特点。目前 POPs 材料主要包括共价有机框架 构、化学组成而对 CMPs 的结构进行调控；同时，
[3]
（COFs） [1-2] 、固有微孔聚合物（PIMs） 、共轭微 通过对砌块单体进行特定功能基团的分子设计，可
[4]
孔聚合物（CMPs） 、超交联聚合物（HCPs） [5] 以实现对其目标 CMPs 产物进行功能化的精确量
等。其中，CMPs 材料具有独特的 π-共轭骨架结构、 制。然而，目前采用常规方法（如 Sonogashira-
[7]
丰富的微纳孔、优异的物理化学稳定性（热分解温 Hagihara 偶联反应 [10] 、Yamamoto 偶联反应 、三聚
度超过 200 ℃，且不溶于绝大多数有机溶剂、酸、 环化反应 [11] 、Suzuki 偶联反应 [12] 、点击化学反应 [13] 、

收稿日期：2021-05-27; 定用日期：2021-09-03; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210536
基金项目：国家自然科学基金项目（22006061）
作者简介：孙寒雪（1984—），女，副教授，E-mail：sunhx@lut.cn。