[发明专利]甲磺酸介导的共轭多孔聚合物网络的无溶剂合成

说明书

本公开涉及多孔聚合物网络的合成和这些材料的应用。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月10日提交的美国临时专利申请编号62/444,479的权益，其通过引用并入本文。

发明领域

本公开涉及多孔聚合物网络的合成和这些材料的应用。

发明背景

多孔聚合物网络(PPN)的大规模生产和应用面临两个主要挑战：一方面，PPNs合成的常用反应对大气敏感，并且通常需要昂贵的金属催化剂/试剂，从而增加了潜在的大规模生产的不希望的风险和成本。另一方面，PPN的交联性质阻止了将这些不溶性材料可行地加工成与许多实际应用相关的形式。例如，将PPN加工成膜和薄膜对于它们在气体/溶液超滤[1,2]或高灵敏度电传感器[3-5]中的应用至关重要。因此，迫切需要用于PPN的成本有效的合成方法，其允许材料的规模生产和可行的溶液处理。

发明概述

本公开涉及多孔聚合物网络的合成和这些材料的应用。

所描述的本发明的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。在以下描述中，叙述了许多具体细节以提供对本发明实施方案的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践本发明。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免模糊本发明的各方面。

本发明的其他目的、优势和新颖特征以及进一步的适用范围将部分地在下面的详细描述中结合附图阐述，并且在审查以下内容时部分地对于本领域技术人员而言将变得显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。借助于所附权利要求中特别指出的手段和组合，可以实现和获得本发明的目的和优势。

在一个实施方案中，本发明涉及制备多孔聚合物网络的方法，其包括:(a)提供:(i)包含至少一个乙酰基的多种化合物，所述多种化合物包含至少一种化合物类型和(ii)烷基磺酸，和(b)在反应发生的条件下处理所述化合物以生成多孔聚合物网络。在一个实施方案中，所述烷基磺酸是甲磺酸。在一个实施方案中，所述烷基磺酸选自甲磺酸3-羟基丙-1-磺酸、乙磺酸、十二烷-1-磺酸、三氟甲磺酸。在一个实施方案中，所述方法缺乏毒性酸。在一个实施方案中，所述反应不涉及毒性酸或在高温下分解的酸。在一个实施方案中，所述方法不使用毒性酸或在高温下分解的酸。在一个实施方案中，所述方法缺乏在高温下分解的酸。在一个实施方案中，所述反应在露天条件下进行。在一个实施方案中，其中所述方法还提供了在反应后嵌入(包围、包封、植入、放置、固定、容纳、扎根等)多孔聚合物网络内的另外的要素。在一个实施方案中，所述另外的要素包括纳米管。在一个实施方案中，另外的要素选自:碳纳米管、金属纳米线、树枝状金属微/纳米颗粒、碳纳米纤维、氧化还原活性金属氧化物纳米微粒(如MnO₂)、石墨烯、氧化石墨烯和还原的氧化石墨烯。在一个实施方案中，所述方法包括但不限于多于一种包含至少一个乙酰基的化合物类型。在一个实施方案中，所述方法包括仅一种包含至少一个乙酰基的化合物类型。在一个实施方案中，所述多孔聚合物网络包括共轭多孔聚合物网络。在一个实施方案中，所述反应包括羟醛三缩合。在一个实施方案中，所述化合物类型是苯乙酮。在一个实施方案中，所述化合物类型选自:

在一个实施方案中，所述化合物类型选自:

(其中n＝0至5)