多孔有机聚合物因其具有高比表面积，低密度，孔道结构可调控，且孔隙度稳定，同时合成技术成熟、所用材料价格低廉，使其在对污水中染料吸附中发挥重要作用，然而目前这类吸附剂吸附性能上仍需提升。以主客体静电相互作用-客体交换的协同作用的带电吸附剂在吸附量和选择性方面比中性吸附剂表现出更大的优势，因此构建带电荷吸附剂将能显著提升其吸附能力和选择性。
图1Si-POP-1和Si-POP-2的合成方案及其SEM，TEM和HRTEM图
近期，辽宁省无机分子基重点实验室报道了由六配位[SiO6]2-类化合物-三（3,4-二羟基苯甲醛）硅酸盐和4,4'-二氨基联苯（Si-POP-1）或4,4'-二氨基-2,2'-二苯乙烯二磺酸（Si-POP-2）经过亚胺键连接而成的两种阴离子型多孔聚合物。其中，空心纳米管结构的Si-POP-2对亚甲基蓝（MB）最大吸附量为3516 mg/g（25℃），35℃时对MB吸附量最高达4098mg/g，超出已报道的所有吸附剂的吸附量。经四个吸附-脱附循环后，Si-POP-2的吸附能力的损失小于4％。另外，Si-POP-2对阴离子染料甲基橙和大尺寸的阳离子染料均不吸附，表现出明确的电荷选择性和尺寸选择性，并对水中常见阳离子具有强的抗干扰能力。该吸附剂不仅可用于吸附印染废水中的MB染料，还能绿色地将其回收使用，使其具有可观的工业应用前景。对该吸附过程的机理研究发现吸附过程是以离子交换为主导，物理吸附为辅的高效吸附过程。可见，离子交换和物理吸附的协同作用可以提升吸附量和选择性，可作为进一步设计高效、高选择性吸附剂的指导。
图2Si-POP-2对MB的吸附性能及循环性能
该研究成果发表于材料化学领域权威期刊Journal of Materials Chemistry A（J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 393-404，IF=10.733），论文的第一作者为应用化学学院熊刚副教授，通讯作者为应用化学学院孙亚光教授，所制备的吸附剂对阳离子染料展现出超高的吸附量和快速吸附等优异性能，保证了其可快速高效地进行工业废水的处理，同时其优异的电荷选择性和尺寸选择性使得其在污染物分类处理和回收中体现出明显的优势，尽管该工作仍处于实验阶段，但这些成果为未来的新应用打下了坚实的基础。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
