综述：聚磷腈框架在吸附、阻燃和电化学中的可持续应用

这篇综述系统阐述了聚磷腈（PPZ）材料在实现可持续发展目标中的关键作用，重点介绍了其独特的物理化学性质（如链柔性、高热稳定性）、结构调控策略（如COFs/MOFs复合）以及在吸附（染料/重金属）、阻燃（EP@APP/PNCo-MOF）和电化学（Li-S电池、超级电容器）等领域的应用突破，为绿色材料设计提供了新思路。

　　

聚磷腈材料的分子结构与设计原理
聚磷腈（PPZ）是一类以磷氮双键（—P=N—）为骨架的有机-无机杂化材料，其核心结构六氯环三磷腈（HCCP）可通过亲核取代反应引入多样化有机基团。密度泛函理论（DFT）计算揭示，PPZ的稳定性源于氮孤对电子与磷反键轨道（σ*_PN）的负超共轭效应，这种作用使P-N键呈现交替单双键特性（键长1.75 ?），形成类苯的伪芳香结构。

多维结构精准调控策略
通过调控有机连接体（如4,4′-二氨基二苯醚/三羟基苯）与HCCP的缩聚反应，可构建从0D微球（300-580 nm）到3D网络的多样化结构：

• 纳米管：以三乙胺为模板制备的PZS-NTs（内径10-20 nm）表面富集活性—Cl基团，显著提升铀吸附容量；
• 纳米片：g-C₃N₄模板法合成的2.2 nm超薄PZS-NS，其层间π电子云可抑制Li-S电池中多硫化物的穿梭效应；
• 框架材料：磷腈-ZIF-8核壳COFs比表面积达1557 m²/g，而钴基PNCo-MOF（图16）与聚磷酸铵（APP）复配可使环氧树脂极限氧指数提升40%。

阻燃与吸附性能的分子机制
PPZ的阻燃效能源于其热解生成的PO·/PO₂·自由基淬灭效应，而表面富磷特性（如Fe₃O₄@rGO-PZS）通过配位作用可高效捕获Pb²⁺（吸附量＞200 mg/g）。特别值得注意的是，含氟取代基（如2,2,2-三氟乙氧基）能诱导微相分离，使材料同时具备疏水性和染料选择性吸附能力。

电化学应用的突破性进展
在能源领域，PPZ衍生物展现出独特优势：

• 锂电保护：线性PPZ包覆正极材料可降低热失控风险，使电池在1400°C下保持结构完整；
• 超级电容器：氮磷硫三元掺杂石墨烯（N,P,S-GNS）的比电容达312 F/g，归因于磷原子引发的电子离域效应；
• 光电催化：金修饰的Au@BPS@CNTs复合材料通过表面等离子共振效应，将光解水效率提升至传统催化剂的3倍。

未来发展方向
当前挑战在于精确控制六臂星型PPZ的超分子组装（图23），而开发基于MXene-PPZ杂化材料（如Ti₃C₂T_X@PHbP）的智能响应系统，将成为环境修复与柔性电子器件的研究热点。这类材料的多元素协同效应，完美契合了可持续发展目标中对绿色功能材料的核心需求。