基于酰亚胺键的共价有机多孔晶体材料的结构设计与性能研究

Covalent organic framework (COF) has not only the large pores or cages with a long-range order, high surface area, and easy modification in pores, but also advantages in structural stability and directed synthesis of controllability. Therefore, COF materials have a broad application prospect in energy, materials, information science and other fields, which has become one of the hottest international frontier researches. Compared with previous COFs, polyimide is one of the best performances of organic polymer materials, such as the advantage of wide temperature, chemical resistance, highly strength. The project aims at the expansion of COF performance and the use of molecular engineering ideas, designs structural topology and functional primitives, by selecting, assembly and self-assembly of the structural motifs, and directly synthesizes a new class of crystalline polyimide COF materials (PI-COF) with hcb, sql , dia, or ctn topology. On this basis, we will further development the applications of new materials in catalysis, low dielectric electronic chips, as well as energy storage and so on.

共价有机多孔晶体材料（COF）不仅具有超大的长程有序的孔道或笼、高比表面积、孔道易修饰等特性，而且在结构稳定性及定向合成的可控性方面具有优势。因此，COF在能源、材料和信息科学等领域有着广泛的应用前景，成为国际上研究的前沿及热点之一。相比较于之前的COF，聚酰亚胺类材料（Polyimide，PI）是综合性能最佳的有机高分子材料之一，例如具有适用温度广、耐化学腐蚀、高强度等优点。本项目以拓展PI-COF的性能为导向，运用分子工程学思想，设计平面三角或四边形、以及四面体的结构基元，通过结构基元的选择、组装与自组装，定向合成具有hcb、sql、dia或ctn拓扑结构的新型PI-COF材料。在此基础上，将进一步开发新材料在催化、低介电电子芯片、以及能源存储等方面的应用开发。

共价有机多孔晶体材料（COF）不仅具有超大的长程有序的孔道或笼、高比表面积、孔道易修饰等特性，而且在结构稳定性及定向合成的可控性方面具有优势。目前合成的COF材料主要是二维的层状结构，而三维网络的COF还是非常罕见的。三维COFs 相对于二维COFs具有更好的孔通透性，在构筑具有更高比表面积和更多官能团的COFs材料上具有更大的潜在优势。聚酰亚胺（Polyimide，PI）是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物。相比较于之前的COF，聚酰亚胺类材料（Polyimide，PI）是综合性能最佳的有机高分子材料之一，例如具有适用温度广、耐化学腐蚀、高强度等优点。本项目以拓展三维COFs的性能为导向，运用分子工程学思想，设计平面三角或四边形、以及四面体的结构基元，通过结构基元的选择、组装与自组装，定向合成具有hcb、sql、dia或ctn拓扑结构的新型PI-COF材料。在此基础上，将进一步开发新材料在催化、低介电电子芯片、以及能源存储等方面的应用开发。