华中科大谭必恩教授：通过溶剂编织制备出层状微孔聚合物材料

近日，Science Advances《科学·进展》（Science《科学》子刊）发表了华中科技大学化学与化工学院谭必恩课题组最新研究成果：Layered Microporous Polymers by Solvent Knitting Method（《溶剂编织层状微孔聚合物》）。

以石墨烯为代表的二维有机纳米材料是一类极具潜力的材料，一般由“bottom-up”和“up- down”两种策略制备。相比于“bottom-up” 策略， 通过剥离层状前体聚合物的“up down”策略具有低成本、规模化等优势而备受科研人员关注，但目前层状前体聚合物存在种类少、制备成本高和水热稳定性差等问题，限制了二维有机纳米材料的发展与应用。

谭必恩教授课题组利用低成本的Freidel-Craft反应通过相对密闭环境、降低反应温度和优化反应中间体等措施实现芳香族化合物小分子的有序编织而形成层状聚合物材料。所得的层状聚合物材料通过超声溶剂剥离法可以进一步得到二维有机纳米材料。该研究成果进一步丰富了层状聚合物的种类，更重要是的实现了层状聚合物的低成本化和稳定性提高。

图1（A）合成路径（B）分子结构和网络模块构建（C）芳香聚合物层状结构模型

图2 SHCP-3的HRTEM图（A和B），SHCP-3（C）和SHCP-6（D）有机纳米片的AFM图。

同时，所得材料也显示出极高的比表面积、温室气体捕获量和能源气体存储量，其中材料SHCP-3b比表面积高达3002 m2 g-1，在273 K/ 1 bar条件下可以封存4.82 mmol g-1的CO2，在77 K/ 1 bar能够存储12.40 mmol g-1的H2。

图3 SHCPs材料的氮气吸附曲线、孔径分布图和气体吸附曲线。

该课题组工作得到了国家重点研发国际科技合作专项（ISTCP）、国家自然科学基金（NSFC）以及华中科技大学自主创新基金-交叉学科重点项目的支持。

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来源：华中科技大学化学与化工学院