将偶氮酰胺超支化多孔有机聚合物与聚离子液体协同整合，以提升大气中二氧化碳的转化效率

《AIChE Journal?AIChE》：Synergistic integration of squaramide-hyperbranched porous organic polymer with poly(ionic liquid)s for enhanced atmospheric CO2 conversion

基于超支化聚合制备的新型杂化框架复合材料POP@PIL-X（X=H, NH2, OH, COOH）可有效催化CO2与环氧烷的环加成反应合成碳酸酯，表现出高稳定性、优异孔隙率和循环性能，五次循环后活性保持良好。

　　

摘要

本研究通过二醛/二胺单体的超支化聚合，并在聚合过程中原位引入特定功能的聚离子液体（poly(ionic liquid)，开发出新型的、具有良好稳定性的磺酰胺衍生离子杂化框架复合材料（记为POP@PIL-X；其中X = H、NH₂、OH、COOH）。全面的表征证实了这些复合材料的结构完整性、高稳定性和优异的孔隙率。这些复合材料可作为高效的异相催化剂，用于将CO₂环加成到环氧树脂上，从而合成环状碳酸酯。系统评估了催化剂组成对催化活性的影响，并研究了催化剂的重复使用性及其适用的底物范围。值得注意的是，优化后的POP@PIL-OH催化剂在无金属、无共催化剂和无溶剂条件下，能够将大气中的CO₂高效转化为多种环状碳酸酯。此外，该催化剂具有出色的可回收性，在连续五次循环使用后仍能保持较高的催化活性，且活性损失不大。基于原位傅里叶变换红外光谱分析和密度泛函理论计算，提出了一种催化机制，该机制涉及在CO₂环加成反应过程中多个氢键供体与亲核位点之间的协同作用。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

图2F中Br^?含量的数值数据、图5中的催化实验结果以及图9中的能量计算数据已在手稿中标注。各种单体的核磁共振（NMR）表征数据（图S2–S6）见支持信息部分。图1和6C中的FTIR和固态¹³C NMR光谱数据、图2中的XPS光谱数据、图3、S7和6中的N₂吸附等温线及TGA曲线数据、图S8中的热过滤测试数据，以及图10中的原位FTIR光谱数据，均可根据合理请求向通讯作者索取，以支持本研究的结果。