Розвиток властивих функціональних можливостей високочистих пористих органічних полімерів

 Група дослідників з Університету Тохоку розробила метод синтезу спеціального типу полімеру, який має застосування для зменшення викидів парникових газів, що викликає серйозне занепокоєння в період швидкої зміни клімату.

Пористі органічні полімери (ПОП) схожі на губки. Їх висока пористість дозволяє їм поглинати шкідливі забруднювачі, такі як вуглекислий газ (CO₂ ). Вони також мають високу термічну та хімічну стабільність, що дає ПОП потенціал для застосування в широкому діапазоні галузей, таких як розділення газу та зберігання енергії.

Раніше ПОП синтезували за допомогою реакцій окислення з використанням солей металів як окислювачів або реакцій сполучення з використанням металоорганічних каталізаторів. Однак ці окислювачі та каталізатори зазвичай залишаються у вигляді металевих домішок у порах ПОП, зменшуючи їх пористість і загальну корисність. Це все одно, що намагатися почистити посуд вже брудною губкою. Щоб уникнути цього, нам потрібен спосіб виробництва ПОП високої чистоти без залишкових домішок.

Група дослідників з Університету Тохоку розробила метод синтезу ПОП з використанням йоду як окислювача для мінімізації залишкових домішок. Вони виявили, що йод і похідні від йоду домішки були повністю видалені промиванням етанолом після синтезу, і були успішно отримані високочисті ПОП (похідні політрифеніламіну) без залишкових домішок. Отримані ПОП показали найвищу питому поверхню серед зареєстрованих ПОП, що містять трифеніламін.

Як показано на малюнку 1 , TTPA полімеризували шляхом перемішування його та йоду в 1,2-дихлоретані. Зокрема, як показано в таблиці 1 , щоб дослідити вплив умов реакції на отриманий полімер, змінювали кількість йоду та температуру реакції. Після полімеризації осад pTTPA збирали за допомогою фільтрації та промивали етанолом для отримання блідо-жовтих порошків pTTPA , позначених як pTTPA s 1–7 .

«Як і очікувалося, зменшення вмісту домішок покращило пористість, що призвело до кращої продуктивності в таких показниках, як адсорбційна здатність CO 2 », — пояснює Коукі Ока (Університет Тохоку). «Крім того, вони вперше продемонстрували свої властиві функції, такі як протонна провідність і унікальна адсорбційна поведінка газу, що супроводжується явищем відкриття воріт. Це захоплююче, оскільки вказує на потенціал для нових застосувань П як паливні елементи та адсорбенти».

Це нове відкриття вказує на те, що синтез високочистих ПОП дозволяє реалізувати та розвивати органічні матеріали з властивою їм функціональністю. Оскільки викиди парникових газів залишаються проблемою, дослідження інноваційних та ефективних рішень, таких як ПОП, залишатимуться важливою справою для дослідників.

Джерело: http://dx.doi.org/10.1002/smll.202410794