含Tr?ger碱的多孔有机聚合物增强NOx吸附性能研究

研究人员针对多孔材料对氮氧化物（NOx）吸附效率不足的问题，设计了一种含Tr?ger碱结构的多孔有机聚合物。通过合成与表征，发现该材料具有显著增强的NOx吸附能力，为大气污染治理提供了新型功能材料解决方案。

　　

在环境污染治理和功能材料领域，氮氧化物（NO_x）的高效捕获一直是重大挑战。传统吸附材料存在选择性差、容量低等问题，而多孔有机聚合物（POPs）因其可调控的孔道结构和表面化学性质成为研究热点。俄罗斯科学院的研究团队创新性地将具有独特三维刚性结构的Tr?ger碱引入聚合物骨架，通过其富电子特性增强与NO_x的相互作用。

该研究采用溶剂热法合成了一系列含Tr?ger碱的聚合物，通过X射线衍射（XRD）和氮气吸附-脱附测试证实材料具有高比表面积（>800 m²/g）和分级孔道结构。红外光谱和X射线光电子能谱（XPS）分析显示，Tr?ger碱中的叔氮原子与NO_x形成了特异性电荷转移复合物。动态吸附实验表明，在298K和1 bar条件下，材料对NO的吸附量达到3.2 mmol/g，较传统沸石材料提升近5倍。

分子结构表征部分揭示了Tr?ger碱单元通过[4+2]环加成反应构建的刚性骨架，其扭曲的V型空腔为气体分子提供了理想结合位点。吸附性能研究通过突破曲线证实材料对NO/CO₂的选择性系数达47，优于多数金属-有机框架材料。理论计算表明，这种选择性源于Tr?ger碱中氮原子与NO分子间0.32 e的电荷转移。

在磁性功能研究中意外发现，含镝（Dy）的配合物在零场下表现出单离子磁体（SIM）行为，其能垒Δ_eff/k_B=45 K。这为开发兼具吸附与磁存储功能的多孔材料提供了新思路。

该成果发表于《Polymer Degradation and Stability》，其重要意义在于：1）首次实现Tr?ger碱聚合物对NO_x的高效捕获；2）发现材料在吸附过程中的电子转移机制；3）开拓了多孔材料在环境修复与分子电子学的交叉应用。研究人员特别指出，这种"吸附-磁双功能"特性可能为智能传感材料设计开辟新途径。