Polymer Science, Series BPolymer Science, Series BВысокомолекулярные соединения. Серия Б2308-11392412-9852The Russian Academy of Sciences69969910.7868/S2412985225040046ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОЛИМЕРЫResearch ArticlePORISTYE AROMATIChESKIE POLIMERY S GETEROTsIKLIChESKIMI FRAGMENTAMI DLYa ADSORBTsII SO2 I ULAVLIVANIYa PAROV I21ПОРИСТЫЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ С ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИМИ ФРАГМЕНТАМИ ДЛЯ АДСОРБЦИИ СО2 И УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ I21KuchkinaN. V.КучкинаН. В.-BukalovS. S.БукаловС. С.-ShifrinaZ. B.ШифринаЗ. Б.shifrina@ineos.ac.ruИнститут элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова Российской академии наук15122025674VOL 67, NO4 (2025)ТОМ 67, №4 (2025)27028227122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://transsyst.ru/2308-1139/article/view/699699

Пористые ароматические полимеры синтезированы методом окислительной гомодимеризации по Эглинтону из пиридилфениленового дендримера первого поколения, содержащего этинильные группы. Присутствие ацетиленовых фрагментов обеспечило образование трехмерной сшитой структуры с регулируемой пористостью. Контроль условий синтеза позволил варьировать текстурные характеристики, включая удельную поверхность до 860 м2/г и микропористость до 90%. Образование диацетиленовых связей подтверждено методом КР-спектроскопии. Полученные полимеры продемонстрировали эффективную сорбционную способность в отношении CO2 (до 3.6 ммоль/г после термической обработки) и высокую емкость по парам йода (до 3.16 г/г). При этом установлено, что микропористость не является ключевым фактором при сорбции йода более предпочтительной выступает мезопористая структура в сочетании с присутствием электронодонорных пиридильных групп, способствующих удержанию йода в течение 30 суток при комнатной температуре благодаря формированию комплексов. Такие материалы могут представлять интерес в качестве универсальных адсорбентов CO2 и паров I2.

Пористые ароматические полимеры синтезированы методом окислительной гомодимеризации по Эглинтону из пиридилфениленового дендримера первого поколения, содержащего этинильные группы. Присутствие ацетиленовых фрагментов обеспечило образование трехмерной сшитой структуры с регулируемой пористостью. Контроль условий синтеза позволил варьировать текстурные характеристики, включая удельную поверхность до 860 м2/г и микропористость до 90%. Образование диацетиленовых связей подтверждено методом КР-спектроскопии. Полученные полимеры продемонстрировали эффективную сорбционную способность в отношении CO2 (до 3.6 ммоль/г после термической обработки) и высокую емкость по парам йода (до 3.16 г/г). При этом установлено, что микропористость не является ключевым фактором при сорбции йода более предпочтительной выступает мезопористая структура в сочетании с присутствием электронодонорных пиридильных групп, способствующих удержанию йода в течение 30 суток при комнатной температуре благодаря формированию комплексов. Такие материалы могут представлять интерес в качестве универсальных адсорбентов CO2 и паров I2.

Работа выполнена в рамках Государственного задания № 075-00276-25-00 Министерства науки и высшего образования Российской Федерации с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН.Mohamed M.G., El-Mahdy A.F.M., Korp M.G., Kuo S.-W. // Mater. Adv. 2022. V. 3. P. 707.Dziejarski B., Serafin J., Andersson K., Krzyżyńska R. // Mater. Today Sustainable. 2023. V. 24. P. 100483.Haikal R.R., Wang X., Hassan Y.S., Parida M.R., Murali B., Mohammed O.F., Pellechia P.J., Fontecave M., Alkordi M.H. // ACS Appl. Mater. Int. 2016. V. 8. P. 19994.Alentiev D.A., Berneshev M.V. // Polym. Rev. 2022. V. 62. P. 400.Lu S., Liu Q., Han R., Guo M., Shi J., Song C., Ji N., Lu X., Ma D. // J. Environment. Sci. 2021. V. 105. P. 184.Xie W., Cui D., Zhang S.-R., Xu Y.-H., Jiang D.-L. // Mater. Horizons. 2019. V. 6. P. 1571.Liu W., Yang Y., Guo L., Di J., Hon Lau C., Berneshev M.V., Shao L. // Chem. Eng. J. 2024. V. 498. P. 155569.Song Y., Phipps J., Zhu C., Ma S. // Ang. Chem. Int. Ed. 2023. V. 62. P. e202216724.Maglione A., Olivieri F., Avolio R., Castaldo R., Cocca M., Errico M.E., Ambrogi V., Gentile G. // ACS Appl. Mater. Int. 2025. V. 17. № 26. P. 1.Luo Y., Mei Y., Xu Y., Huang K. // Nanomaterials. 2023. V. 13. P. 2514.Tsyurupa M.P., Davankov V.A. // Reactive Funct. Polym. 2002. V. 53. P. 193.He W., Duan J., Liu H., Qian C., Zhu M., Zhang W., Liao Y. // Progr. Polym. Sci. 2024. V. 148. P. 101770.Zhou D., Zhang K., Zou S., Li X., Ma H. // J. Mater. Chem. A. 2024. V. 12. P. 17021.Lee J.-S.M., Cooper A.I. // Chem. Rev. 2020. V. 120. P. 2171.Tian Y., Zhu G. // Chem. Rev. 2020. V. 120. P. 8934.McKeown N.B. // Polymer. 2020. V. 202. P. 122736.Geng K., He T., Liu R., Dalapati S., Tan K.T., Li Z., Tao S., Gong Y., Jiang Q., Jiang D. // Chem. Rev. 2020. V. 120. P. 8814.Li D., Yadav A., Zhou H., Roy K., Thanasekaran P., Lee C. // Global Challenge. 2024. V. 8. P. 2300244.Zentou H., Hoque B., Abdalla M.A., Saber A.F., Abdelaziz O.Y., Aliyu M., Alkhedhair A.M., Alabduly A.J., Abdelhady M.M. // Carbon Capt. Sci. Technol. 2025. V. 15. P. 100386.Gendron D., Zakharova M. // Appl. Chem. 2024. V. 4. P. 236.Kurisingal J.F., Yun H., Hong C.S. // J. Hazard. Mater. 2023. V. 458. P. 131835.Anderson T.R., Hawkins E., Jones P.D. // Endeavour. 2016. V. 40. P. 178.Küpper F.C., Feiters M.C., Olofsson B., Kaiho T., Yanagida S., Zimmermann M.B., Carpenter L.J., Luther III G.W., Lu Z., Jonsson M., Kloo L. // Ang. Chem. Int. Ed. 2011. V. 50. P. 11598.Wang J., Wang C., Wang H., Jin B., Zhang P., Li L., Miao S. // Micropor. Mesopor. Mater. 2021. V. 310. P. 110596.Li J., Zhang H., Zhang L., Wang K., Wang Z., Liu G., Zhao Y., Zeng Y. // J. Mater. Chem. A. 2020. V. 8. P. 9523.Xiong S., Tang X., Pan C., Li L., Tang J., Yu G. // ACS Appl. Mater. Int. 2019. V. 11. P. 27335.Yan Z., Yuan Y., Tian Y., Zhang D., G Zhu. // Ang. Chem. Int. Ed. 2015. V. 54. P. 12733.Li Z., Li H., Wang D., Suwansoontorn A., Du G., Liu Z., Hasan M.M., Nagao Y. // Polymer. 2020. V. 204. P. 122796.Shao L., Liu M., Huang J., Liu Y.-N. // J. Coll. Int. Sci. 2018. V. 513. P. 304.Breunig M., Dörner M., Senker J. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. P. 12797.Cai H., Fu L., Pan H., Yan Z., Chen T., Zhao T. // Molec. Catal. 2023. V. 550. P. 113557.Kuchkina N.V., Torozova A.S., Shifrina Z.B. // Polymer Science B. 2024. V. 66. № 5. P. 603.Jia J., Chen Z., Jiang H., Belmabkhout Y., Mouchaham G., Aggarwal H., Adil K., Abou-Hamad E., Czaban-Joźwiak J., Tchalala M.R., Eddaoudi M. // Chemistry. 2019. V. 5. P. 180.Müller T., Bräse S. // Ang. Chem. Int. Ed. 2011. V. 50. P. 11844.Lu W., Wei Z., Yuan D., Tian J., Fordham S., Zhou H.-C. // Chem. Mater. 2014. V. 26. P. 4589.Kuchkina N.V., Zinatullina M.S., Serkova E.S., Vlasov P.S., Peregudov A.S., Shifrina Z.B. // RSC Adv. 2015. V. 5. P. 99510.Wang S., Zhang C., Shu Y., Jiang S., Xia Q., Chen L., Jin S., Hussain I., Cooper A.I., Tan B. // Sci. Adv. 2017. V. 3. P. e1602610.Thommes M., Kaneko K., Neimark A.V., Olivier J.P., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K.S.W. // Pure Appl. Chem. 2015. V. 87. P. 1051.Liu Y., Jia X., Liu J., Fan X., Zhang B., Zhang A., Zhang Q. // Appl. Organomet. Chem. 2019. V. 33. P. e5025.Liu Y., Chen X., Jia X., Fan X., Zhang B., Zhang A., Zhang Q. // Ind. Eng. Chem. Res. 2018. V. 57. P. 17259.Liu Y., Wang S., Meng X., Ye Y., Song X., Liang Z. // Mater. Chem. Frontiers. 2021. V. 5. P. 5319.Buyukcakir O., Je S.H., Talapaneni S.N., Kim D., Coskun A. // ACS Appl. Mater. Int. 2017. V. 9. P. 7209.Hu X., Li X. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 2002. V. 40. P. 2354.Nour E.M., Chen L.H., Laane J. // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. P. 2841.Kiefer W., Bernstein H.J. // J. Raman Spectrosc. 1973. V. 1. P. 417.Harijan D.K.L., Chandra V., Yoon T., Kim K.S. // J. Hazard. Mater. 2018. V. 344. P. 576.Wang Y.-T., An L.-C., Zhang Y.-Q., Zhang X.-K., Gao Z.-F., Zhang Y.-H. // J. Appl. Polym. Sci. 2021. V. 138. P. 50054.He X., Zhang S.-Y., Tang X., Xiong S., Ai C., Chen D., Tang J., Pan C., Yu G. // Chem. Eng. J. 2019. V. 371. P. 314.Chang S., Xie W., Yao C., Xu G., Zhang S., Xu Y. // Eur. Polym. J. 2021. V. 159. P. 110753.Pourebrahimi S., Pirooz M., De Visscher A., Peslherbe G.H. // J. Environment. Chem. Eng. 2022. V. 10. P. 107805.Pei C., Ben T., Xu S., Qiu S. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 7179.Ai C., Zhang Y., Li Z., Xia H., Xue M., Liu X., Mu Y. // Chem. Commun. 2014. V. 50. P. 8495.Li H., Ding X., Han B.-H. // Chem. Eur. J. A. 2016. V. 22. P. 11863.Dang Q.-Q., Wang X.-M., Zhan Y.-F., Zhang X.-M. // Polym. Chem. 2016. V. 7. P. 643.