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  有機多孔材料包括共價有機骨架材料（COFs）、共軛微孔聚合物（CMPs）、多孔芳香骨架材料（PAFs）等，是一類新型的具有高比表面積、豐富孔內環境的多孔高分子材料。這類材料在氣體吸附與貯存、催化等領域表現出優異的應用前景。王博教授、馮霄特別研究員在這一領域開展系列研究，并于近期取得以下研究成果。

  水污染等環境問題是當今社會面臨的一大挑戰，通過光催化反應對污染物進行高級氧化降解有望成為一種更加高效、節能的污染物處理方法。王博教授、馮霄特別研究員團隊通過三鍵聚合反應構筑了系列基于二茂鐵基元的共軛微孔聚合物（Fc-CMPs）用于有毒有害物質降解研究。Fc-CMPs具有較大的孔徑和比表面積，使得污染物容易進入孔道進行預富集并可充分接近易發生氧化還原反應的內表面，同時Fc-CMPs合適的分子軌道能級使得這類材料可高效產生活性氧物種。在可見光和模擬太陽光下，Fc-CMPs光催化降解亞甲藍的能力均優于二氧化鈦 (P25)，并且能夠將化學戰劑芥子氣模擬物（2-氯乙基乙基硫醚）完全轉化為無毒產物。該研究工作發表在德國應用化學上（ Angew. Chem. Int. Ed. , 2019, DOI: 10.1002/anie.201813598），文章第一作者為博士生馬麗，通訊作者為王博教授、馮霄特別研究員。

  在前期工作中（ Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56 , 16313，第一作者為博士生張媛媛，通訊作者為馮霄特別研究員），該團隊曾成功開發出基于環糊精的三維共價有機骨架材料（CD-COFs），該系列COFs為首次利用柔性基元構筑的具有 rra 拓撲學結構并通過離子型硼元素連接的三維COFs材料。其中，CD-COF-LiéLiPF6-EC-DMC的室溫鋰離子電導率可以達到2.7 mS cm^-1。然而，其中殘留的微量電解液可能會在實際應用過程中帶來一定的安全隱患。為解決這一問題，該團隊將低分子量聚乙二醇（PEG）裝載入COF孔道中加速鋰離子傳導，制備出沒有溶劑殘留的全固態電解質，并系統性研究了COF骨架電荷對于鋰離子傳導行為的影響，實現大于0.6的鋰離子遷移數以及120 °C 下1.8  mS cm^-1的離子傳導速率。這一簡單的通過擔載PEG加速離子傳導并提高工作溫度范圍的策略為將多孔材料進一步應用于全固態電池領域提供了可能。該研究工作發表在美國化學會志上，并被選為封面文章（ J. Am. Chem. Soc. , 2019, 141, 1923），文章第一作者為碩士生郭振彬和博士生張媛媛，通訊作者為王博教授、馮霄特別研究員。

  有機多孔材料大多不溶不熔，為其進一步器件化等實際應用帶來了巨大挑戰。該團隊在前期大量成膜化研究基礎上，成功利用液液界面成膜法開發了具有不同長度烷氧基鏈修飾的系列COF薄膜材料，并對其介電常數等相關性質進行了研究。該系列柔性的COF膜具有接近于空氣的介電常數值（在105 Hz下， κ = 1.19 ± 0.04），可媲美目前已報道的無機多孔材料，并且這類COF薄膜材料表現出較好的機械性能、低介電損耗、高擊穿電壓、低漏電流、高抗濕度和抗彎折能力。低介電常數材料被廣泛應用于電子電路器件中的絕緣層，用于減少信號延遲、串擾噪聲和能量耗散。除此之外，高介電常數材料可以應用于場效應晶體管的柵極和電容器當中，該團隊還利用COF薄膜裝載小分子極性化合物，可將其介電常數提升43倍。該研究工作發表在德國應用化學上（ Angew. Chem. Int. Ed. , 2018, 57, 16501），文章第一作者為博士生邵鵬鵬、李婕，通訊作者為王博教授、馮霄特別研究員。

  相關文章鏈接如下：

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201813598

  https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.8b13551

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201710633

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201811250