Page 74 - 《精细化工》2021年第12期
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·2436·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

            不同的截留行为，原因在于其孔径的筛分效应。                              合纤维薄膜暴露于 1,2-二硝基苯蒸汽中，发生了明
            p-CMP 和 m-CMP 的孔径均为 1.49 nm，表现出相似                  显的荧光猝灭。2 min 荧光强度降低到初始值的
            的截留行为，能够截留相对分子质量在 560 左右的                          51%，30 min 后降为初始值的 29%。而在 1,3,5-三硝
            染料分子（包括罗丹明 B、玫瑰红等），o-CMP 膜对                        基苯和 1,4-苯醌中分别暴露 2 min 后，则有 52%和
            染料分子的截留率小于 90%。这主要是因为 o-CMP                        57%的荧光猝灭，30 min 后荧光强度降低 75%和
            具有较大的孔径（2.2 nm），造成了截留率的降低。                         79%。此外，多数金属离子与 CMPs/聚乳酸复合纤
            此外，对原卟啉分子的截留测试中（相对分子质量为                            维薄膜接触后也表现出不同程度的荧光猝灭，如与
                                                                 +
                                                                     3+
            526.7，分子大小为 1.47 nm），p-CMP 表现出最佳的                  Ag 、Fe 接触 1 min 后，其荧光强度分别降低了 38%
            截留性能。这主要是因为其孔径（1.49 nm）与原卟啉                        和 77%。因此，可用于硝基苯气体（如 1,4-二硝基
            分子最为接近。CMPs 对非极性的正己烷和极性的                           苯）、苯醌气体以及氧化金属离子的检测。GU 等                    [53]
            甲醇具有优异的渗透稳定性，如制备的 CMPs/聚丙                          用电化学沉积法制备的咔唑基 CMPs 膜对富电子芳
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            烯腈复合膜渗透率分别为 320 和 220 L/(m ·h·MPa)。                烃表现出强的荧光效应，当合成的 CMPs 膜分别与
            2.3    超级电容器                                       1,4-二硝基苯、苯醌和六氟苯蒸汽接触 20 s 时，其
                 超级电容器是有效的能量存储装置，尽管近年                          荧光强度与初始值相比分别降低了 75%、87%和
            来该领域在材料探索方面做了大量的努力，但目前                             92%，与有机气体分子结构中芳烃的最低未占分子
            采用薄膜材料制备超级电容器的报道较少                    [49] 。理论     轨道（LUMO）能级变化趋势一致，提高了从 CMPs
            上，薄膜超级电容器能够结合微型化和柔韧性的优                             膜到芳烃的光诱导电子转移，而较低的 LUMO 能级
            点，可与其他有机光电器件进行集成构筑新型电子                             对应较高的检测灵敏度，为荧光传感器提供了研究
            器件。然而，能够满足大容量、高能量密度和优异                             平台。
            稳定性的薄膜超级电容器至今仍具挑战性。CMPs
            膜克服了粉末状样品的难加工性，且具有其他聚合                             3    结束语
            物无法比拟的结构、组成可调控性优势。基于此，                                 目前 CMPs 膜材料的制备方法较少，合成的
            可将导电官能团原位引入到 CMPs 膜材料结构中，                          CMPs 膜材料在强度、稳定性、性能等方面仍存在
            从而提高材料的电性能。ZHANG 等              [50] 将 Zn-卟啉引      挑战，其应用领域也有待拓展。基于此，作者建议
            入到 CMPs 结构中，采用电化学法制备了 Zn-卟啉                        未来 CMPs 膜材料的研究方向应主要集中于以下几
            CMPs 自支撑膜用作超级电容器的电极材料，表现                           个方面：
            出 142 F/g 的比电容，可与高纯度导电聚合物相媲                           （1）大面积或大尺寸 CMPs 膜材料的合成方法
            美。这拓展了 CMPs 膜材料在超级电容器领域的应                          的开发。与其他聚合物膜材料（如聚乙烯醇、聚苯
            用。ZHUANG 等      [34] 通过 Sonogashira-Hagihara 偶联    胺等）不同的是，CMPs 膜材料中结构单元是由刚
            反应，将卤代噻吩、噻唑、吡啶类单体与 1,3,5-三乙                        性较强的苯环和炔键构成。因此，从材料制备角度
            炔苯在石墨烯表面进行聚合反应，合成了“三明治”                            而言，CMPs 膜材料的合成本身极具挑战性。作者
            结构的二维 CMPs，通过在 800  ℃氩气氛围热解处                       认为，未来 CMPs 膜材料可借鉴二维共价有机框架
            理，进一步合成了 N/S-、N-和 S-掺杂的二维多孔碳，                      （COFs）的制备，从单体结构设计入手，同时优化
            在 0.1 A/g 电流密度下的比电容为 244~ 304 F/g，优                反应条件，制备大尺寸 CMPs 膜。
            于 rGO  [51] ，与 3D 多孔碳  [52] 相当。YUAN 等   [36] 以 4-     （2）CMPs 膜材料微观结构、化学组成与性能
            碘苯基修饰的石墨烯为模板，制备了一种“三明治”                            调控方面。在大尺寸 CMPs 膜材料开发的基础上，
            结构 CMPs 膜材料，炭化后样品比表面积增加到                           CMPs 的结构和设计优势应主要体现在其构效关系
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            741 m /g，与未采用石墨烯模板的三维 CMPs 基碳材                     的建立上。单体的空间结构、单体配比（卤代苯与
            料相比，这种“三明治”状的二维结构使其比电容                             炔比例）、化学组成与最终制备的 CMPs 膜材料的比
            提高了 48%。                                           表面积、孔径分布、力学性能、形貌之间的影响规
            2.4   荧光传感器                                        律如何，最终这些信息反馈于性能（如选择性、电
                 借助于 CMPs 膜材料的结构、组成的可调控性，                      催化活性等）。CMPs 膜材料构效关系的建立是优化
            可将功能基团（如发光基团）原位引入到其结构中，                            其结构设计的基础和关键所在。
            从而制备出具有荧光效应的 CMPs 膜材料用于物质                             （3）CMPs 膜材料的应用拓展。CMPs 膜兼具
            检测。YUAN 等      [36] 通过静电纺丝法制备的 CMPs/聚              CMPs 的设计灵活性、高的热及化学稳定性，其二
            乳酸复合纤维薄膜可作为一种高效的荧光传感器，                             维结构使其两面均可作为有效活性表面。因此，可
            具有较高的灵敏度。研究发现，将 CMPs/聚乳酸复                          将功能性官能团（如发光基团、吸光基团、特定功
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