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1、有序多孔高分子材料的研究进展*国家自然科学基金资助项目(No.21044004);湖南省教育厅资助项目(No.07C289)摘要：有序多孔的高分子材料在分离提纯、催化、生物医学、光学等领域有着巨大的应用前景。本文综述了有序多孔高分子材料的BFs法、硬模板法、软模板法等制备方法以及有序多孔高分子材料的应用。关键词：有序多孔材料高分子模板法RecentProgressonOrderedPorousPolymerMaterialsDuanYinxiang,LiuQingquan,ShenShaohua,XiaoQiuguo,ZhouZhihua,LiYa
2、nlu(KeyLaboratoryofTheoreticalChemistryandMolecularSimulationofMinistryofEducation,SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HunanUniversatyofScienceandTechnology,Xiangtan411201,China)Abstract:Orderedporouspolymermaterialshavepotentialapplicationsinseparator,purification,catalys
3、is,biomedicine,opticsandsoon.Thispaperintroducedthepreparationmethodsoforderedporousmaterialssuchasbreathfigures,hardtemplate,andsofttemplate,andtheapplicationsofporouspolymermaterials.Keywords:orderedporousmaterials;polymer;templateContents1.Introduction2.Preparation2.1……Brea
4、thFigures2.2……hardtemplate2.3……softtemplate3.Applications3.1……separator3.2……chargestorage3.3……sensor3.4……biomedicine4.Outlook1.前沿有序多孔材料是20世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料，它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视，并迅速发展成为跨学科的研究热点之一[1-2]。有序多孔材料由于均一的孔形和孔径、均匀的有序排列、重量轻、高比表面积、大吸附容量、孔径大小连续可调，将具有不同物理、化学、生物特性的材料引入
5、到孔结构中，可以实现多孔材料的多种功能，如发光、导电、磁性、催化等，使其在生物医学[3]、生物膜[4-5]、生物反应器[6]、吸附[7-8]、催化[9]、分离[10-11]、防反射涂层和纳米材料合成支架[12]有着巨大的应用前景。有序多孔材料是指具有均一孔径且空间排列有序的材料，按照国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）的定义，有序多孔材料根据其孔径大小可以分为三类：小于2nm的为微孔材料，2～50nm的为介孔材料，大于50nm的为大孔材料[13]。有序多孔材料可分为无机多孔材料和有机多孔材料，无机多孔材料制备方法日趋成熟，而有机多孔材料还有很大的
6、发展空间。无机多孔材料易吸水,产生较大表面张力,在孔间的毛细管力导致孔结构不稳定,容易塌陷，而非极性有机多孔材料不易吸水,微孔与空气间的表面张力很低,使得孔结构稳定，并且有机高分子微孔很容易通过现有技术进行修饰使其具有功能性[14]。2.制备方法2.1水滴模板法水滴模板法(BFs)，是当潮湿的空气吹过聚合物溶液时，溶剂挥发导致表面温度迅速降低，空气中的气态水在溶液表面冷凝，形成的均匀水滴以六角阵列排在溶液表面并且镶入聚合物溶液中，除去溶剂和水后，留下水滴印记，从而获得有序多孔聚合物膜[15]。1994年G.Widawski等人首次利用这种现象制得多
7、孔结构薄膜[16]。Srinvasarao等利用光学显微镜仔细观察了水滴在溶液表面凝结并组装的过程，由图1所示，空气中的水蒸气遇冷后在溶液表面形成小水滴，水滴在溶液表面慢慢增多，变大，最后在表面形成了大小规则，排列有序的水滴[17]。图1光学显微镜下水滴的形成过程，图片1到图片5的时间为50秒，图片6为水滴的有序六方结构。[17]Figure1.Sequenceofimages(180×180μmsquare)depictingthegrowthandaggregationofwaterdropletsnearthesurfaceofanevapo
8、ratingpolymersolution.Thetimeintervalbetweenframes1and5is50se
