有机定制合成网

上海凯康镁科技有限公司 电话:021-51009326 化合物定制询价
专注化合物定制合成服务

Angew. Chem. :“界面炔-胺点击聚合”原位制备多孔有机聚合物薄膜用于高效“光捕获”

多孔有机聚合物作为一类新型多孔材料,在气体吸附与分离、能量存储、催化、传感以及生物成像与治疗等诸多领域具有重要的应用前景。然而,多孔有机聚合物的合成往往需要严苛的反应条件(高温、无水无氧等),大多数反应还要用到金属催化剂,残余的金属催化剂很难从终产物中彻底去除干净,从而影响其性能。同时,制备得到的多孔有机聚合物大多为“不溶不熔”的粉末,很难被再次加工,一定程度上限制了多孔有机聚合物的应用。因此,发展一种常温空气下温和高效、无需催化以及100%原子经济的新方法用于原位制备多孔有机聚合物薄膜具有重要意义。



1

图1 界面炔-胺点击聚合制备多孔有机聚合物薄膜

近日,唐本忠院士团队在之前工作(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5437-5443)的基础上,发展了新型“界面炔-胺点击聚合”,原位温和高效地制备了新型多孔有机聚合物薄膜用于高效“光捕获”。作者设计合成了两种具有“聚集诱导发光 (AIE)”特性的四官能度炔酮单体,将其溶解在乙酸乙酯溶液中,并选择了哌嗪作为二官能度胺类单体,因为其在水中具有良好的溶解性。这样,作者就构筑了一种新型“界面点击聚合”(图1)。作者通过在两相之间加空白溶剂的方法来控制单体扩散速度,从而降低反应速率。反应体系在室温空气中静置五天之后,油水两相的液液界面便可生成自支撑的多孔有机聚合物薄膜。


作者随后通过粉末X射线衍射和透射电子显微镜确定了其半结晶的特性。氮气的吸附脱附实验以及孔径分布测试证实了其良好的微孔特性。进一步研究表明,单体浓度会显著影响得到的多孔有机聚合物薄膜的厚度。作者通过原子力显微镜分析发现,其多孔有机聚合物薄膜厚度可在16 nm到接近1 μm范围内可调。通过稳定性测试,作者发现这类新型多孔有机聚合物薄膜具有良好的化学稳定性和热稳定性。

2

图2 高发光效率的多孔有机聚合物薄膜用于高效“光捕获”

作者进一步研究发现,这类新型多孔有机聚合物薄膜具有高效荧光发射,其最大光致发光量子产率高达37.8 %。利用多孔以及高效发光特性,作者将制备的多孔聚合物薄膜作为框架用于构筑高效“人工光捕获”系统(图2)。作者选用尼罗红作为模型分子负载于多孔聚合物薄膜,因为尼罗红的吸收与多孔聚合物薄膜的荧光发射具有很大的重叠,且分子尺寸也和孔径适配,因此可以实现从聚合物薄膜到尼罗红的高效能量转移。构筑的“人工光捕获”薄膜能量转移效率最高达91%,天线效应最高达11.3。


总之,该工作提供了一种新型原位制备多孔有机聚合物薄膜的方法,为制备更多功能性多孔有机聚合物薄膜开辟了新的途径。

文信息

In Situ Synthesis of AIEgen-based Porous Organic Polymer Films by Interfacial Amino-yne Click Polymerization for Efficient Light-Harvesting

Dr. Bo Song, Dr. Liang Zhang, Prof. Jianwei Sun, Prof. Jacky W. Y. Lam, Prof. Ben Zhong Tang

文章的第一作者是宋波博士,现为新加坡国立大学博士后。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202302543




有机定制合成网 » Angew. Chem. :“界面炔-胺点击聚合”原位制备多孔有机聚合物薄膜用于高效“光捕获”

咨询化合物定制合成与纳米材料 提供技术支持和售后服务

咨询定制合成 购买化合物产品
在线营销
live chat
cache
Processed in 0.010080 Second.