چارچوب های پلیمرهای آلی میکرومتخلخل
الموضوعات : سامانه های پلیمری تحریک پذیر
1 - گروه شيمي
الکلمات المفتاحية: جامدهای میکرومتخلخل, ساختارهای متخلخل آلی-فلزی, پلیمرهای آلی میکرومتخلخل, MOP,
ملخص المقالة :
جامدهای میکرومتخلخل دسته مهمی از مواد با اندازه منافذ کمتر از 2 نانومتر هستند که در دهه های اخیر مورد توجه فراوان قرار گرفته اند. توسعه چارچوب های آلی-فلزی میکرومتخلخل (MOFs) و خواص منحصربه فرد آن ها منجر به جلب توجه بیشتر به سمت سایر جامدهای میکرومتخلخل با تنوع و تطبيق پذيری بيشتر گشت. پلیمرهای آلی میکرومتخلخل (MOPs) موادی هستند که از عناصر سبک و غیرفلزی جدول تناوبی تشکیل شده اند. این مواد قابلیت بالایی را در کاربردهایی نظیر: ذخیره سازی و انتقال مواد، انرژی، تصفیه، جداسازی و کاتالیزور ها نشان می دهند. تنوع ساختاری بالاتر به دلیل تنوع مونومرها و روش هاي سنتز، پایداری فیزیکی-شیمیایی، کنترل اندازه حفره و عاملیت سطح حفره، امکان سنتز در مقیاس بزرگ، قابلیت جداسازی و جذب بیشتر و بازیافت راحت تر از مزایای آن ها نسبت به MOFs می باشد. MOPها به چهار دسته کلی تقسیم می شوند که شامل: پلیمرهای میکرومتخلخل مزدوج (CMPs)، پلیمرهای ذاتاً میکرومتخلخل (PIMs)، پلیمرهای متخلخل با درصد اتصالات شبکه ای بالا (HCPs) و چارچوب های آلی کووالانسی (COFs) هستند. از بین این مواد، COFها آرایش یافته و بلوری هستند و بقيه، ساختار آمورف و بی نظم دارند. در این مقاله ابتدا به انواع ساختارهای متخلخل، سنتز و کاربرد آن ها اشاره مي شود و سپس به پلیمرهای آلی میکرومتخلخل به طور خاص، همراه با مرور مثال هايي از مقالات پرداخته مي شود.
1. Liu, P., & Chen, G. F., Porous Materials: Processing and Applications, Elsevier, 2014.
2. Bentz, D. P., Garboczi, E. J., & Quenard, D. A., Modelling Drying Shrinkage in Reconstructed Porous Materials: Application to Porous Vycor glass, Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 6(3), 211, 1998.
3. Xu, Y., Jin, S., Xu, H., Nagai, A., & Jiang, D., Conjugated Microporous Polymers: Design, Synthesis and Application, Chemical Society Reviews, 42(20), 8012-8031, 2013.
4. Zhang, H., & Cooper, A. I., Synthesis and Applications of Emulsion-Templated Porous Materials, Soft Matter, 1(2), 107-113, 2005.
5. Stöckel, E., Wu, X., Trewin, A., Wood, C. D., Clowes, R., Campbell, N. L., Jones, J.T., Khimyak, Y.Z., Adams, D.J., & Cooper, A. I., High Surface Area Amorphous Microporous Poly (aryleneethynylene) Networks Using Tetrahedral Carbon-and Silicon-Centered Monomers, Chemical Communications, (2), 212-214, 2009.
6. Batten, S. R., Champness, N. R., Chen, X. M., Garcia-Martinez, J., Kitagawa, S., Öhrström, L., O’Keeffe, M., Suh, M.P. & Reedijk, J., Terminology of Metal–Organic Frameworks and Coordination Polymers (IUPAC Recommendations 2013), Pure and Applied Chemistry, 85(8), 1715-1724, 2013.
7. Farrusseng, D. (Ed.). Metal-organic frameworks: Applications from Catalysis to Gas Storage, John Wiley & Sons, 2011.
8. Xu, S., Luo, Y., & Tan, B., Recent Development of Hypercrosslinked Microporous Organic Polymers, Macromolecular Rapid Communications, 34(6), 471-484, 2013.
9. Cote, A. P., Benin, A. I., Ockwig, N. W., O'Keeffe, M., Matzger, A. J., & Yaghi, O. M., Porous, Crystalline, Covalent Organic Frameworks, Science, 310(5751), 1166-1170, 2005.
10. McKeown, N. B., & Budd, P. M., Exploitation of Intrinsic Microporosity in Polymer-Based Materials, Macromolecules, 43(12), 5163-5176. 2010.
11. Lee, J. Y., Wood, C. D., Bradshaw, D., Rosseinsky, M. J., & Cooper, A. I., Hydrogen Adsorption in Microporous Hypercrosslinked Polymers, Chemical Communications, (25), 2670-2672, 2006.
12. Dawson, R., Cooper, A. I., & Adams, D. J., Nanoporous Organic Polymer Networks, Progress in Polymer Science, 37(4), 530-563, 2012.
13. Diercks, C. S., & Yaghi, O. M., The Atom, the Molecule, and the Covalent Organic Framework, Science, 355(6328), 2017.
14. Cote, A. P., Benin, A. I., Ockwig, N. W., O'Keeffe, M., Matzger, A. J., & Yaghi, O. M., Porous, Crystalline, Covalent Organic Frameworks, Science, 310(5751), 1166-1170, 2005.
15. Cote, A. P., El-Kaderi, H. M., Furukawa, H., Hunt, J. R., & Yaghi, O. M., Reticular Synthesis of Microporous and Mesoporous 2D Covalent Organic Frameworks, Journal of the American Chemical Society, 129(43), 12914-12915, 2007.
16. McKeown, N. B., Budd, P. M., Msayib, K. J., Ghanem, B. S., Kingston, H. J., Tattershall, C. E., Makhseed, S., Reynolds, K.J. & Fritsch, D., Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs): Bridging the Void Between Microporous and Polymeric Materials, Chemistry–A European Journal, 11(9), 2610-2620, 2005.
17. McKeown, N. B., Makhseed, S. & Budd, P. M., Phthalocyanine-Based Nanoporous Network Polymers, Chemical Communications, (23), 2780-2781, 2002.
18. McKeown, N. B., Hanif, S., Msayib, K., Tattershall, C. E. & Budd, P. M., Porphyrin-Based Nanoporous Network Polymers, Chemical Communications, (23), 2782-2783, 2002.
19. Webster, O. W., Gentry, F. P., Farlee, R. D. & Smart, B. E., Hypercrosslinked Rigid‐Rod Polymers, In Makromolekulare Chemie. Macromolecular Symposia, 54(1), 477-482, 1992.
20. Urban, C., McCord, E. F., Webster, O. W., Abrams, L., Long, H. W., Gaede, H., Tang, P. & Pines, A., 129Xe NMR Studies of Hyper-Cross-linked Polyarylcarbinols: Rigid Versus Flexible Structures, Chemistry of Materials, 7(7), 1325-1332, 1995.
21. Jiang, J. X., Su, F., Trewin, A., Wood, C. D., Niu, H., Jones, J. T., Khimyak, Y.Z. & Cooper, A. I., Synthetic Control of the Pore Dimension and Surface Area in Conjugated Microporous Polymer and Copolymer Networks, Journal of the American Chemical Society, 130(24), 7710-7720, 2008.
22. Sadak, A. E., A Comparative Gas Sorption Study of Dicarbazole-Derived Microporous Hyper-Crosslinked Polymers, Microporous and Mesoporous Materials, 311, 110727, 2021.
23. Mohamed, M. G., Zhang, X., Mansoure, T. H., El-Mahdy, A. F., Huang, C. F., Danko, M., Xin, Z. & Kuo, S. W., Hypercrosslinked Porous Organic Polymers Based on Tetraphenylanthraquinone for CO2 Uptake and High-Performance Supercapacitor, Polymer, 205, 122857, 2020.
24. Song, Y., Zhang, D., Hao, L., Wang, C., Wu, Q. & Wang, Z., Green Synthesis of O-Hydroxyazobenzene Porous Organic Polymer for Efficient Adsorption of Aromatic Compounds, Journal of Chromatography A, 1583, 39-47, 2019.
25. Liu, Y., Zhu, J., Zheng, J., Gao, X., Tian, M., Wang, X., Xie, Y.F., Zhang, Y., Volodin, A. & Van der Bruggen, B., Porous Organic Polymer Embedded Thin-Film Nanocomposite Membranes for Enhanced Nanofiltration Performance, Journal of Membrane Science, 602, 117982, 2020.
26. Wang, X., Kang, W., Gao, L., Li, G., Chen, X., & Guo, Y., Highly Flowable Nano TiO2/Porous Organic Polymer (POP) Supports for Efficient Metallocene Catalysts, Nanomaterials, 11(1), 60, 2021.
27. Liu, Z. W., Cao, C. X., & Han, B. H., A Cationic Porous Organic Polymer for High-Capacity, Fast, and Selective Capture of Anionic Pollutants, Journal of Hazardous Materials, 367, 348-3 55, 2019.