华南理工大学顾成研究员团队：交联多孔有机聚合物的溶液加工

以下文章来源于AMR材料研究述评 ，作者AMR

近日，华南理工大学顾成研究员团队的AMR述评文章“Solution Processing of Cross-Linked Porous Organic Polymers”在线发表。顾成课题组自2018年发展了针对难溶解的交联多孔有机聚合物（CPOPs）两种普适性的溶液加工策略，包括“电荷诱导分散（CID）”和“热致超交联（THC）”策略。基于上述策略得到的CPOPs薄膜/凝胶材料相比于粉体材料可以显著提高传质性质。

关键词：交联多孔有机聚合物（CPOPs）、溶液加工、纳米分散液、薄膜、凝胶

顾成课题组成功地证明了CPOP膜和凝胶的传质性能比其粉末形式大大提高了1 ~ 2个数量级，从而扩大了CPOP膜和凝胶在电子传导、质子传导、碘吸附和分子分离等领域的应用。

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文章内容简介

为解决CPOPs难以加工的关键科学问题，课题组自2018年开始致力于该领域的研究。受难溶氧化石墨烯及线性共轭聚合物在酸掺杂后可在有机溶剂中分散的启发，认为CPOPs框架在离子化后可以增加框架-溶剂相互作用力并降低框架间相互作用力，从而实现CPOPs的溶液加工。在过去的四年中，团队提出了“电荷诱导分散(CID)”的策略，该部分包括三种具体方法：直接合成离子框架、电化学剥离以及原位质子化，由此合成澄清透明、高稳定性的“溶液状”CPOPs溶胶分散系。同时，发展了热致超交联(THC)策略可控合成CPOPs凝胶，并阐明了CPOPs凝胶的形成机理，指导将来的CPOPs凝胶的可控制备。我们也成功证明了CPOPs薄膜/凝胶相比于其粉末，传质能力大幅提升。课题组的系统工作为其在合成方法学以及开发宏观CPOPs材料提供了新的思路。

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AMR：请问您选择该领域的初心是什么？

作者团队：

我们课题组喜欢做一些原创性、从0到1的高难度工作。人只有不断挑战、突破才能成功，科研亦是。课题组刚开始从事这个领域的时候，也是为了解决CPOPs难以加工的关键科学问题。由于其高度交联的结构，通常通过化学合成的CPOPs为粉末，限制了CPOPs材料在许多方面的进一步应用。虽然目前已经发展一些界面聚合方法制备CPOPs薄膜，然而这些方法的制备条件因体系的不同而不同，目前仍没有一种适用于绝大多数的CPOPs成膜的普适性方法。上述关键问题如能突破将对宏观CPOPs领域起到明显的推动作用。

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AMR：请问您有什么科研心得想分享

给读者们？

作者团队：

保持严谨的思维，脚踏实地的做，认真细致的总结，不放过“反常”的现象。

作者团队简介

华南理工大学

材料科学与工程学院

发光材料与器件国家重点实验室

研究员 顾成

顾成，2012年于吉林大学获高分子化学与物理专业博士学位，毕业后分别于日本分子科学研究所（2013–2016）和日本京都大学（2016–2017）进行博士后研究，现为华南理工大学材料科学与工程学院，发光材料与器件国家重点实验室研究员、博士生导师。主要研究方向为传质功能柔性多孔材料。至今已发表SCI论文总数75篇，他引4100余次（包括5篇ESI高被引论文），h因子为32。以第一/通讯作者在Science(1)、Nature(1)、J. Am. Chem. Soc.(5)、Angew. Chem. Int. Ed.(6)、Adv. Mater.(5)等国际顶尖期刊发表论文38篇。获得吉林省优秀博士论文奖，入选日本学术振兴会(JSPS)特别研究员。2018年获国家级青年人才项目资助。

山东大学

前沿交叉科学与工程学院

博士后 王玲玲

王玲玲，2015年本科毕业于青岛科技大学高分子科学与工程学院，之后进入华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，在马於光院士和顾成研究员的指导下进行硕博连读，研究方向为溶液加工的有机多孔材料，于2020年获材料学专业工学博士学位。目前在山东大学青岛校区、前沿交叉科学与工程学院李玉良院士团队进行博士后研究，研究方向为石墨炔材料。至今以第一作者在J. Am. Chem. Soc.、Chem. Sci.、CCS Chem.和Acc. Mater. Res.上发表论文4篇，包括一篇ESI高被引论文和两篇期刊前封面论文。获得优博创新基金，广汽奖学金等奖励。

华南理工大学

发光材料与器件国家重点实验室

苏艳

苏艳，2019年硕士毕业于重庆理工大学材料加工专业，之后进入华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，在顾成研究员的指导下攻读博士学位，研究方向为柔性、稳定的多孔材料及其传质性能。至今已发表SCI论文共19篇，他引800余次（包括3篇ESI高被引论文）。以第一作者在Nature(1)、Sci. Adv.(1)、J. Am. Chem. Soc.(3)、Angew. Chem. Int. Ed.(2)等国际顶尖期刊发表论文10篇，其中三篇论文作为期刊前封面发表。另以共同第一作者在J. Am. Chem. Soc.、Research等国际顶尖期刊发表论文4篇。授权中国专利6项。获得硕士和博士生国家奖学金、校长奖学金、国家励志奖学金、重庆市优秀硕士论文等奖励。

扫码阅读顾成研究员团队的精彩Account文章：

Solution Processing of Cross-Linked Porous Organic Polymers

Lingling Wang, Yan Su, and Cheng Gu*

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.2c00130

转自：“ACS美国化学会”微信公众号

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