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南京理工大學(xué)楊勇團(tuán)隊(duì) Adv. Funct. Mater. 綜述: 無定形態(tài)多孔有機(jī)聚合物光催化有機(jī)轉(zhuǎn)化
2023-08-17  來源:高分子科技

  有機(jī)合成化學(xué)是人類社會(huì)的基石,它構(gòu)建了大量有機(jī)小分子、功能性大分子和藥物分子,對(duì)提高人類社會(huì)的生活質(zhì)量產(chǎn)生了積極的影響。然而,傳統(tǒng)的有機(jī)合成往往消耗大量能源,造成環(huán)境污染和資源短缺。太陽能作為一種綠色清潔能源,因其取用方便、儲(chǔ)量驚人而受到高度重視。利用太陽能開發(fā)綠色高效的合成路線無疑是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。光催化是受綠色植物光合作用的啟發(fā),以太陽光為動(dòng)力,以光催化劑為介質(zhì)促進(jìn)化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程,其發(fā)展勢(shì)頭迅猛。在光催化過程中,很多反應(yīng)難以自發(fā)進(jìn)行,這就需要借助光催化劑來引發(fā)反應(yīng)過程的可能性。


  無定形態(tài)的多孔有機(jī)聚合物(Porous Organic Polymers, POPs)以其孔隙率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)可調(diào)、性能多樣的優(yōu)勢(shì)在眾多光催化劑中脫穎而出。本綜述總結(jié)了近幾年來無定形POPs在有機(jī)轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面的進(jìn)展。介紹了幾種無定形POPs,包括固有微孔聚合物(polymers of intrinsic microporosity, PIMs)、超交聯(lián)聚合物(hypercrosslinked polymers,HCPs)、共軛微孔聚合物(conjugated microporous polymersCMPs)和多孔芳烴聚合物(porous aromatic frameworks,PAFs)。綜述了無定形POPs的常見構(gòu)型,包括咔唑基、卟啉基、芘基、噻唑并[5,4-d]噻唑基和有機(jī)染料基團(tuán)等,這為無定形態(tài)POPs結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)提供了參考。 


無定形態(tài)POPs的分類及其在光催化有機(jī)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用


  多孔有機(jī)聚合物作為有機(jī)光催化劑一個(gè)新的發(fā)展方向,在氣體吸附與分離、傳感、催化和儲(chǔ)能等眾多領(lǐng)域具有廣闊前景。此外,本綜述重點(diǎn)概述了國內(nèi)外在無定形POPs有機(jī)轉(zhuǎn)化研究方面取得的進(jìn)展,主要包括光催化氧化、偶聯(lián)、還原、環(huán)加成和聚合反應(yīng),同時(shí)對(duì)各反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行探討。文章涉及了常見的反應(yīng),包括硫醚的氧化、醇類的選擇性氧化、叔胺的氧化偶聯(lián)、還原性脫鹵等,一些復(fù)雜反應(yīng)(叔胺的氰基化、交叉脫氫偶聯(lián))也均得到探討。 



光催化體系的簡要機(jī)理


  最后,本綜述基于無定形POPs的光催化有機(jī)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)況做了總結(jié),對(duì)未來可能面對(duì)的發(fā)展問題和前景做了展望。


  該綜述在國際知名期刊Advanced Functional Materials上以Recent Progress of Amorphous Porous Organic Polymers as Heterogeneous Photocatalysts for Organic Synthesis為題得到發(fā)表。南京理工大學(xué)為論文的第一完成單位和通訊單位,第一作者為南京理工大學(xué)在讀碩士研究生王陽,楊勇副教授為論文的通訊作者,南京大學(xué)物理學(xué)院周勇教授為論文的共同通訊作者。該工作得到了江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)的支持。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202307179

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