化學所多孔聚合物材料捕集和催化CO2轉化研究獲進展

CO2是主要的溫室氣體，同時也是廉價、豐富的C1資源，CO2的捕集和化學轉化具有重要意義。多孔聚合物材料因其結構、功能的可設計性，在氣體吸附分離、化學催化等領域顯示出廣闊的應用前景，為CO2的捕集和催化轉化提供了發展契機。

在國家自然科學基金委和中國科學院的大力支持下，中科院化學研究所膠體、界面與化學熱力學重點實驗室劉志敏課題組科研人員在多孔聚合物材料設計合成及其捕集和催化CO2轉化方面開展了系統研究，取得新進展。研究人員通過在聚合物結構中引入親CO2基團，發展了多種含氮(Chem. Commun. 2015, 51, 1271;Chem. Commun. 2015, 51, 11576.)、含氟(Green Chem. 2014, 16, 3724;Chem. Commun. 2014, 50, 13910.)、含膦(ACS Catal. 2016, 6, 1268.)的功能化多孔聚合物催化材料，實現了CO2的有效捕集和高效轉化。

最近，研究人員通過多取代芳香胺與多酚偶聯反應，在無模板、溫和條件下，首次在水相體系中合成了聚偶氮酚介孔材料。所得材料的比表面積高達593 m2 g-1， 其中~80%來自介孔貢獻;材料結構中偶氮鍵和酚羥基的存在使材料具有良好的氫鍵形成能力和螯合金屬能力。該材料可高效吸附CO2，并對吸附分離CO2和N2顯示良好的分離選擇性。螯合了Zn2+的聚合物材料與四丁基溴化銨共同作用，可在常溫常壓下高效催化CO2與環氧丙烷的環加成反應(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9685; highlighted in back cover)。