醛基功能化多孔有机聚合物的后修饰开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

有机多孔聚合物（pops）是一种新型的骨架材料，通常由碳，氢，氧，硼，氮等元素构成，特点是骨架密度较小，质量轻，稳定度较高。有机多孔聚合物的合成方法多种多样，根据最终产品的孔径，结构规整度以及单体的连接方式可以分为共价有机骨架材料（cofs），自聚微孔聚合物（pims），超交联微孔聚合物（hcps）以及共轭微孔聚合物（cmps）。其中cofs主要是通过可逆反应生成的共价键连接，另外几种则是由不可逆反应生成的共价键构筑。有机多孔聚合物由于孔径分布较为集中，比表面积较高，结构相对规章，因此近年来在污染物吸附，光催化等方面有较为广泛的应用前景。

光催化技术是一项利用太阳能新技术。光催化应用主要集中在光催化水解产生氢、光催化降解二氧化碳和光催化有机合成等方面。传统的光催化材料是以tio₂为代表的无机半导体材料。tio₂这类无机半导体材料虽然经过这么多年的研究有了较大进步，但是依然存在效率不足，难以满足工业和生活需求。这类材料只能吸收紫外光，而紫外光只占太阳光的4%左右，使得传统无机半导体材料在光催化方面的应用受到了很大的限制，科研人员也因此开始寻找更加高效的光催化材料。近年来，为了提高光催化活性，多孔材料逐渐吸引了相关领域科研人员的注意，其中主要的研究对象是金属有机框架材料，该材料是一种由金属离子和有机配体形成的多孔材料。得益于金属有机框架材料的高度可设计性，给有机配体负载长波长吸收官能团如一些金属配合物可以达到可见光甚至红外光催化。金属有机框架材料的多孔性也使其相比于无机半导体材料有更多的活性点位，加快光生电荷的转移，减少了电子-空穴的复合，提高了利用效率。在研究思路完成了从无机半导体材料到金属有机框架材料的转变后，科研人员也开始思考有机多孔聚合物在光催化方面的表现。多孔有机聚合物常采用刚性分子作为单体构筑高比表面积的骨架材料且结构容易调整，因此可以选择合适的独特官能团，相关研究也显示多孔有机聚合物是一类优秀的非均相光催化剂。

2. 研究内容和预期目标

2.1 主要研究内容

1、拟合成带有醛基的有机多孔聚合物材料。

2、对含醛基多孔有机聚合物进行后修饰，将醛基取代换成bodipy基团

3. 研究的方法与步骤

1、先以2,3,6,7,10,11-六羟基三苯（hot）和四氟对苯二甲醛（tfta）为原料在氮气保护下采用“一锅法”合成带有醛基的有机多孔聚合物。

2、在三氟乙酸的催化下，用吡咯和醛基进行缩合反应，然后通过四氯苯醌氧化，在碱环境中与三氟化硼乙醚络合物进行配位反应生成目标产物。

3、使用红外吸收光谱仪、x射线衍射、紫外-可见分光光度计、热重分析仪等对材料进行表征。

4. 参考文献

[1] 周宝龙，陈龙.共价有机多孔聚合物合成新策略.[j].化学学报，2015，6(73)，487-497

[2] 支永峰，马思，刘晓明.多孔有机聚合物非均相光催化研究进展[j].高分子通报, 2018, 6，160-172

[3] 王南翔，甄文.bodipy类化合物的合成及其修饰方法概况.[j].有机化学研究.2017，5(1)，15-20

5. 计划与进度安排

1、2022年1月3日-2022年1月18日

查阅课题相关文献、学习软件、仪器操作。

2、2022年1月20日-2022年3月3日