“反硫化” 是以單質硫為反應原料,以小分子不飽和烯烴為交聯劑合成高含硫聚合物的一種有效方法。這一合成路線可以有效地使工業廢料硫轉變為有用的聚合物材料。通過該方法合成的聚合物是以硫鏈為骨架的聚合物材料,且含硫量一般超過50 wt.%。反硫化聚合物作為一種有機無機雜化高分子材料,其天然具有很多碳基材料沒有的特性,比如金屬敏感性、紅外不敏性、動態適應性等。自從反硫化在2013年被提出以來,已經有大量的工作證明了該類聚合物材料在多種應用領域表現著優異的性能,包括但不限于高吸附值的重金屬汞吸附性能、高反射因子的光學性能、優異的抗菌性以及自愈合或循環性。
但是,通常反硫化聚合物是在高溫 (≥159 °C) 下通過本體聚合獲得。該聚合過程存在許多伴隨問題,包括但不限于:由于單體混溶性較差或單體在高溫下反應性不同而導致的合成聚合物不均一、完全不可控的自加速現象、副反應產生造成有毒氣體H2S的釋放,以及由于高反應溫度而導致只能選擇高沸點共聚單體的限制。因此,不論從合成工藝還是合成操作方面考慮,現階段反硫化聚合物很難實現大規模工業化應用。如果想在工業上應用這種新型材料,首先一個更簡單、更安全的合成該類聚合物的方法需要被探索。
圖二:A) 部分機械化學合成和熱合成的聚合物在室溫、80°C 以及 140°C 下進行 H2S 氣體捕捉測試。 B) 與所列的每種材料接觸 24 小時后,從 138 ppm HgCl2 溶液中去除的汞的百分比,以及每種所列材料的汞去除能力。 (這里,誤差線是三個重復測試結果的標準偏差。) C) 以聚合物 MS(S-DIB) 為例,表明聚合物薄膜能夠由聚合物粉末熱壓制成。 D) 以聚合物 MS(S-ENB) 薄膜為例,展示了機械化學合成聚合物的紫外線誘導自愈合能力。
該工作,英國利物浦大學博士生閆珮瑤和趙偉為共同第一作者,閆珮瑤和Tom Hasell為共同通訊作者。
原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-022-32344-7
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