最新刊期
      2018 年 第 31 卷 6 期

        专论

      • 陈琦,张荣荣,韩宝航
        2018, 31(6): 1-8. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.001
        摘要：共轭多孔聚咔唑具有相对刚性的骨架结构和氮富电子共轭体系。其刚性主链有利于形成具有良好热、化学稳定性和持久性孔隙度的多孔材料。相关研究主要集中在结构设计、合成方法学以及相关性能应用的探索。氧化偶联聚合是制备共轭多孔聚咔唑的代表性的方法，包括化学聚合与电化学聚合两种方式。不同的构建单元会影响材料的结构和性能，不同的聚合方式能够促进相关性质功能的研究。本文主要介绍氧化偶联聚合在制备共轭多孔聚咔唑中的应用，同时简要总结了与此类材料相关的吸附分离、催化、传感以及有机电子器件方面的性能与应用。  
        关键词：共轭聚合物;聚咔唑;多孔聚合物;氧化偶联聚合   
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        发布时间：2022-09-05
      • 杨娟,金尚彬,谭必恩
        2018, 31(6): 9-20. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.002
        摘要：超交联微孔聚合物因具有比表面积高、合成条件温和、单体来源广泛、催化剂廉价易得等优点而得到广泛关注。近年来，作为一种简单有效的新合成策略，外交联"编织"法成为制备超交联微孔聚合物主要方法之一。该方法可以从低官能度化合物制备得到高比表面积和孔径可调控的超交联聚合物，进一步扩大了构筑单体的选择范围，还可降低副产物的危害，为低成本大规模制备超交联聚合物材料提供了可能。本文对编织超交联聚合物的合成方法进行了总结，并对其在形貌控制中的应用、所得编织微孔聚合物的应用（气体储存和分离、催化、有毒物质吸附、药物控制释放、储能、色谱分离、传感以及碳材料前体等）进行了介绍，最后对外交联"编织"法所面临的问题和挑战、发展前景进行了展望。  
        关键词：编织法;外交联;超交联微孔聚合物   
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        发布时间：2022-09-05
      • 任勇源,郭江娜,孙哲,胡寅,严锋
        2018, 31(6): 21-31. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.003
        摘要：聚离子液体（Poly（ionic liquid）s，PIL）是分子结构中含有离子液体结构单元的一类离子聚合物，兼具离子液体小分子的离子电导性和聚合物可加工性能。多孔聚离子液体材料（Porous PILs），结合了多孔材料大比表面积和聚离子液体的导电性及离子交换等特性，在功能高分子材料、电化学响应材料以及能源科学等领域表现出广泛的应用前景。本文综述了多孔聚离子液体的分子设计与合成方法，及其在智能响应材料、水处理、高效催化、多孔碳材料、生物医用材料等领域的潜在应用。  
        关键词：聚离子液体;多孔材料;刺激响应性材料;催化   
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        发布时间：2022-09-05
      • 李存耀,严丽,汪文龙,王玉清,姜淼,丁云杰
        2018, 31(6): 32-50. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.004
        摘要：多孔有机聚合物（porous organic polymers，POPs）是近年来涌现出的由纯粹的有机分子砌块，通过共价键连接而成的一类具有高比表面积、丰富的孔结构、低骨架密度和良好热稳定性的新型材料。而N，P配体在均相过渡金属络合物催化的氢甲酰化反应、偶联反应、加氢反应、硅氢加成反应，CO2环加成等反应中具有重要的应用，通过合理的设计和修饰N，P配体的电子效应和立体结构，可有效地调控目标产物的收率和选择性。得益于有机合成策略的多样性，POPs材料也具有合成路径及构建方式多样，可较为方便地在聚合物骨架中定点引入特定功能位点的特点，这为基于N，P配体均相过渡金属催化剂的多相化提供了全新的思路与契机。本文将对国内国外相关课题组及本课题组在基于N，P配体POPs材料的设计合成及其催化应用方面所做的工作进行简要的总结归纳，并对该方向进行相应的工业应用前景展望。  
        关键词：非均相催化;多孔有机聚合配体POLs;N、P配体络合物催化剂;多孔有机聚合物POPs材料;协同催化   
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        发布时间：2022-09-05

        研究简报

      • 蔡力锋,许静,许鸿基,徐飞,梁业如,郑冰娜,符若文,吴丁财
        2018, 31(6): 51-57. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.005
        摘要：在成功合成粉末状聚苯乙烯气凝胶（PPA）的基础上，详细研究了高分子纳米球构筑单元的结构和Friedel-Crafts超交联条件对PPA纳米结构的影响，初步考察了PPA对甲基红和亚甲基蓝的液相吸附性能。实验结果表明，PPA呈现三维纳米网络结构，其纳米球网络单元粒径约为30nm，且纳米球之间的堆叠形成大孔和中孔，从而具有独特的微孔-中孔-大孔层次化分布的孔结构特征。通过控制反应条件，其BET比表面积和总孔容可分别在201m2·g-1~702m2·g-1和0.16cm3·g-1~1.29cm3·g-1范围内调控。PPA自身较强的疏水性和丰富的孔隙结构赋予其对正辛烷中的甲基红和水溶液中的亚甲基蓝良好的吸附性能。  
        关键词：粉末状聚苯乙烯气凝胶;层次孔;结构调控;液相吸附   
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        发布时间：2022-09-05
      • 王千,高慧敏,任世杰
        2018, 31(6): 58-65. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.006
        摘要：共轭微孔聚合物（CMPs）由于在气体吸附与分离、能量存储、化学传感、多相催化和光催化水分解制氢领域的良好应用前景而广受关注。本文通过Suzuki偶联反应制备了两种含硫共轭微孔聚合物，研究了聚合物中所含基团的电负性对聚合物的光物理性能和可见光光催化水分解制氢性能的影响。研究表明，合成的两种含硫CMPs具有相似的表面形貌和微孔结构，但其能带间隙不同。将其进行可见光光催化水分解制氢测试，两者均具有光催化效果，其中含二苯并噻吩砜基团的SCMP-1产氢效率更高，达到194μmol·h-1·g-1。由此可见，改变共轭微孔聚合物结构中所含基团的电负性，可以调节其能带间隙，从而起到改进其光催化水分解制氢性能的作用。  
        关键词：共轭微孔聚合物;能带间隙;光催化   
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      • 贾子彦,袁大强
        2018, 31(6): 66-71. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.007
        摘要：以多孔有机聚合物PPN-1（Porous polymer networks）为研究对象，分别采用两种不同的活化方式，即传统的溶剂交换-真空热处理活化和超临界二氧化碳活化，得到了两种多孔有机聚合物CON-PPN-1（Conventional method activated PPN-1）和SC-PPN-1（Supercritical carbon dioxide activated PPN-1）。与CON-PPN-1相比，SC-PPN-1更为蓬松，而且颜色更浅。通过红外、固体核磁、扫描电镜以及气体吸附等手段，表征了CON-PPN-1和SC-PPN-1的孔道结构和吸附性能。结果表明，SC-PPN-1的比表面积高达2052m2·g-1，比CON-PPN-1的比表面积（1744m2·g-1）增长了近18%。此外，SC-PPN-1对氢气和二氧化碳的吸附容量都有明显的提高。  
        关键词：多孔有机聚合物;活化;超临界二氧化碳;比表面积;气体吸附   
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        发布时间：2022-09-05

        综述

      • 徐琛,付县,喻桂朋,潘春跃
        2018, 31(6): 72-84. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.008
        摘要：共价微孔有机聚合物近年来成为化学、材料和环境等领域的发展前沿和研究热点。其中，三嗪基共价微孔有机聚合物由于高度共面的、π-共轭的1，3，5-三嗪单元的引入，相对于其它多孔吸附剂具有更高的热化学稳定性、独特的光电性质和对客体分子的高选择性分离能力。三嗪共价微孔有机聚合物已应用于气体吸附分离、废水吸附净化、药物缓释、光电响应、超电容和非均相催化等多个领域。本文重点阐述三嗪共价微孔有机聚合物的设计及合成，综述了其功能化策略，并展望了其在材料化工和环境能源等领域的应用前景。  
        关键词：1, 3, 5-三嗪;共价微孔有机聚合物;气体分离;电化学   
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      • 唐清泉,赵强
        2018, 31(6): 85-95. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.009
        摘要：多孔聚电解质材料协同结合了静电与高比表面积双重特点，在能源、环境、生物医药等领域具有重要的应用前景，近年来发展迅速。由于其荷电性与亲水性，多孔聚电解质的制备方法与传统中性多孔高分子有所不同，也表现出独特的应用属性。本文概括总结了层层组装、聚电解质嵌段聚合物自组装、反离子交换、劣溶剂静电络合等制备多孔聚电解质材料的方法，介绍了多孔聚电解质在绿色环境、清洁能源、生物医药和催化剂等领域的应用，并简单展望了未来的研究机遇。  
        关键词：多孔高分子;聚电解质;离子液体;自组装;静电络合   
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        发布时间：2022-09-05
      • 李玉森,李满荣,张思梦,陈龙
        2018, 31(6): 96-113. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.010
        摘要：多孔有机聚合物（Porous organic polymers，POPs）是一类新型的多孔高分子材料，通常具有骨架密度低、比表面积大、稳定性好等特性；在气体存储与分离、非均相催化、生物/化学传感等诸多方面有着巨大的应用前景。POPs材料一般具有较大的π共轭体系，将一些发色团引入聚合物骨架之中可以得到不同发光性质的多孔材料。POPs材料兼具多孔性和发光性质，在能量转换、金属离子及爆炸物检测等方面有着广泛的应用。本文通过对固态发光POPs的构筑策略以及相关应用进行概述总结，阐述了该类材料的发展和前景。  
        关键词：多孔有机聚合物;发色团;固态发光;选择性检测   
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        发布时间：2022-09-05
      • 黄继涛,陈樑吉,李子银,林铨杰,杨义锶,项发晖,张章静,项生昌
        2018, 31(6): 114-128. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.011
        摘要：多孔有机聚合物（POPs）是一种完全通过有机共价连接的具有良好的热、化学稳定性以及高的比表面积和永久空隙率的化合物，在气体储存、吸附分离、均相催化、光电材料等领域潜具有潜在的应用前景。将基础有机反应拓展到POPs的合成，不仅可以通过多样的、可调节的合成方法赋予POPs优异的性能，而且极大地促进了POPs的发展，使之成为继沸石、MOFs等之后研究的一大热点。由于POPs具有高的分子量和交联度，合成单体具有大的立体空间结构产生的空间位阻等特点，要求合成条件更为苛刻。Suzuki及Friedel-Crafts烷基化反应作为合成POPs重要的合成方法，本文系统地介绍了这两种方法的历史、反应体系以及近几年在POPs合成中的最新研究进展，希望从合成体系的角度为POPs的设计、合成提供一定的借鉴。  
        关键词：POPs;Suzuki反应;傅克烷基化反应;催化体系;气体吸附   
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      • 陈无忌,郭佳
        2018, 31(6): 129-142. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.012
        摘要：多孔有机聚合物（Porous Organic Polymers，POPs）是近些年来发展迅速的新兴材料，是高分子学科领域中最受关注的研究热点之一。基于其化学合成的多样性和可设计性，不同的功能单元可以通过预先的结构设计或是功能化后修饰等策略，使其具备在多个领域应用的功能和性质。由于其展现的较大应用潜力和发展前景，POPs材料也开始吸引了越来越多的研究兴趣将其应用于生物医用领域。本文重点展示了POPs基材料在药物输送、光疗、酶固定、病理诊断和免疫分析、生物传感和成像等生物医用方面的最新成果，同时也对其今后的挑战和发展进行了讨论和评述。  
        关键词：多孔材料;生物医用;共价有机骨架;共轭微孔聚合物   
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      • 姜雪,张秋禹
        2018, 31(6): 143-159. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.013
        摘要：磁性金属有机框架（magnetic metal-organic framework，MMOFs）复合材料作为一种新颖的功能材料，因其结合了磁性粒子易于分离、可重复利用的优点和MOFs材料多孔特性，在生物医药、吸附分离、催化、放射性元素检测等领域展现出了广泛的应用价值。本文以磁性粒子与经典MOFs的复合为分类依据，对磁性粒子与MOF系列、ZIF系列、HKUST-1、MIL系列和UIO系列复合材料的合成及应用做了概述，并对MMOFs材料的未来研究方向和存在的问题做了简要分析，以期为实现磁性金属有机框架复合材料的结构调控提供依据。  
        关键词：磁性;金属有机框架;复合材料   
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      • 支永峰,马思,刘晓明
        2018, 31(6): 160-171. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.014
        摘要：多孔有机聚合物（POPs）是一类新型功能高分子材料，具有高比表面积、良好的稳定性及易于功能化等优点，已在气体存储与分离、传感、有机光电和多相催化等领域表现出潜在的应用。本文综述了在可见光激发下，多孔有机聚合物作为非均相光催化剂催化有机转化的研究进展，分析了多孔有机聚合物光催化剂的结构设计理念，总结了光催化有机反应的类型及催化性能，最后对多孔有机聚合物在光催化有机合成中的应用前景进行了展望，希望能够给予从事相关工作的科研工作者一定的思路和启发。  
        关键词：多孔有机聚合物;非均相光催化剂;可见光催化;有机转化   
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      • 穆振杰,丁雪松,陈志彦,韩宝航
        2018, 31(6): 172-181. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.015
        摘要：近年来，有机多孔材料由于在气体储存与分离、多相催化、光学等领域的广泛应用而成为研究热点并得到了快速的发展。这类材料具有高的比表面积和永久孔隙率，在许多方面展现出了优势，如较高的化学稳定性和热稳定性、较低的密度、丰富的候选单体以及成熟的合成路线。而对已制备的有机多孔材料进行后修饰官能化，通过调节材料孔隙率和骨架结构可获得具有新功能的材料。本文介绍了有机多孔材料作为官能化材料载体的发展现状，重点阐述了有机多孔材料不同类型的后修饰官能化方法及研究状况，最后对有机多孔材料后修饰官能化方面的未来前景做出了展望。  
        关键词：有机多孔材料;后修饰;官能化;官能化载体   
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      • 刘程,袁宽瑜,王锦艳,蹇锡高
        2018, 31(6): 182-189. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.016
        摘要：微孔有机聚合物具有比表面积大、骨架密度低、结构多样、孔隙结构和功能易于调控的优势，在CO2的吸附和分离领域展现出了非常好的应用前景，成为近年来多孔材料领域的研究热点之一。二氮杂萘酮及其衍生物是一种非对称芳杂环结构，具有刚性、扭转和非共平面的结构特点，能够阻碍链的紧密堆砌，有效增加链间自由体积，从而有利于孔隙结构的形成。本文综述了以二氮杂萘酮结构为核心的共价三嗪基骨架材料和自具微孔聚合物的设计、合成及气体吸附分离性能的研究进展，研究结果表明，利用二氮杂萘酮结构可以构筑出具有较高比表面积的微孔有机聚合物材料，并且杂环结构可增加材料骨架与CO2分子之间的亲和力，从而改善材料在低压下的吸附分离性能；可通过灵活的结构设计和简便的原料制备方法，降低材料的制备成本，具有很好的潜在应用前景。  
        关键词：微孔有机聚合物;二氮杂萘酮;共价三嗪基骨架;气体吸附和分离   
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      • 李阳雪,于海洋,杨茜元,林鑫辰,贺逸凡,李卓然
        2018, 31(6): 190-197. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.017
        摘要：多孔氢键有机骨架材料（Hydrogen-bonded Organic Frameworks，HOFs）是一类晶态的多孔聚合物，主要是由轻元素（C、H、O、N、B等）组成的有机小分子构筑单元通过氢键，π-π堆积以及范德华相互作用自组装而成。由于其具有较高的比表面积、多孔性、低密度和结构可调控等优势，兼备了金属有机骨架（MOFs，Metal Organic Frameworks）和共价有机骨架（COFs，Covalent Organic Frameworks）两类新型的多孔晶体材料的优点，近年来已经引起科学家们的广泛关注。本文从HOFs材料的基本构筑单元的设计出发，重点介绍了近几年HOFs材料在气体吸附与存储、气体分离以及传感等领域所取得的重要进展，并对该领域未来发展趋势进行了展望。  
        关键词：多孔氢键有机骨架材料;气体吸附与存储;气体分离;传感   
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      • 姚婵,刘艳丽,刘铭晗,王文君,许彦红
        2018, 31(6): 198-214. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.018
        摘要：有机多孔聚合物（porous organic polymers，POPs）是由强共价键将不同几何构型的有机模块链接起来构筑的一类新型多维度骨架材料，具有轻质、比表面积大、稳定性好、结构可预设、功能可调控等优点。近年来，POPs作为多孔材料家族的重要成员，已在催化、气体存储与分离、传感等领域有重要应用价值。国内外研究较多的POPs主要集中在共价有机框架（covalent organic frameworks，COFs）、共轭微孔聚合物（conjugated microporous polymers，CMPs）、自具微孔聚合物（polymer of intrinsic microporosity，PIMs）、超交联聚合物（hyper-crosslinked polymers，HCPs）等领域。POPs由于其堆叠结构、丰富π键、分子水平上共轭单元的刚性、共轭结构的拓展性、以及电子在多个尺度和维度上的离域性等特性，使其往往具有良好的吸光性能。与线性聚合物和小分子单体相比，它们具有更大的协同作用。POPs的多孔性（如高比表面积、大孔体积）既有利于客体分子的进入，又有利于电子的传输。因此，它们具有较高的光敏性，在荧光传感领域有杰出表现。本文着重评述了基于POPs的荧光探针在检测重金属离子、特定阴离子和硝基芳烃爆炸物等方面的研究进展，并且提出了基于有机多孔聚合物的荧光探针探究目前存在的问题及今后面临的机遇和挑战。  
        关键词：有机多孔聚合物;荧光探针;重金属离子;特定阴离子;硝基芳烃爆炸物   
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        发布时间：2022-09-05
      • 毛娜,许云峰,蒋加兴
        2018, 31(6): 215-230. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.019
        摘要：氢能开发是未来解决能源危机和环境污染问题的理想途径之一，利用太阳能光催化分解水制氢被认为是一种极具潜力的制氢技术，而开发高效、廉价的实用性新型光催化剂是实现这一技术的关键，成为当前该领域的研究热点。目前，光催化制氢材料主要集中于无机半导体材料如金属氧化物或硫化物等体系，但这些传统的光催化材料存在可见光响应弱、制备条件苛刻及资源短缺等问题。相对于无机半导体光催化剂而言，有机半导体光催化剂具有合成方法多样、易功能化修饰、能带结构和电子结构易调控等诸多优势，使其在光催化制氢领域具有巨大的应用潜力。尤其是近年来发展起来的有机共轭微孔聚合物材料，具有传统共轭聚合物的半导体特性及高比表面积的多孔特性，成为一类新型的有机光催化剂材料，吸引了众多的研究关注。本文主要综述了近年来有机共轭微孔聚合物在光催化制氢领域取得的进展，并对有机聚合物光催化剂面临的挑战和未来发展方向做了综合性概括。  
        关键词：共轭微孔聚合物;氢;有机光催化剂;水分解   
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        发布时间：2022-09-05
      • 李怡萌,张玲,马雷,邓伟侨
        2018, 31(6): 231-242. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.020
        摘要：在温和的条件下，运用化学技术进行有效的碳捕获和碳转换是减少人为CO2排放的重要途径。近年来，多孔有机聚合物（Porous organic polymers，POPs）由于其优异的CO2吸附性能，被视为最具潜力的CO2捕获材料而引起了广泛的关注。本文介绍了4种POPs的最新研究进展，包括金属有机骨架材料（Metal-organic frameworks，MOFs）、沸石咪唑酯骨架材料（Zeolitic Imidazolate Frameworks，ZIFs）、共轭微孔聚合物（Conjugated microporous polymers，CMPs）、共价有机骨架材料（Covalent organic frameworks，COFs），并对MOFs和CMPs作为催化剂和吸附剂在室温条件下CO2的捕获与转化过程的相关实验研究工作进行了综述。  
        关键词：多孔有机聚合物;CO2;捕获;转化;催化剂   
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        发布时间：2022-09-05
      • 张丹维,王辉,黎占亭
        2018, 31(6): 243-250. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.021
        摘要：传统脂质体和许多纳米药物输送技术通过对药物的包埋实现药物运载与释放。金属有机框架、共价有机框架及超分子有机框架等杂化和组装结构具有明确的孔径和粒径，可以通过物理吸附和化学连接负载不同的药物，为药物输送提供了新的载体材料。本文简要总结这几种框架型结构在药物负载与输送方面的研究进展，分析不同框架结构作为药物载体的结构特点与优势，并结合脂质体药物输送技术，展望有机框架结构在药物输送方面的实际应用潜力和挑战。  
        关键词：药物输送;金属有机框架;共价有机框架;超分子有机框架   
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        发布时间：2022-09-05
      • 徐智策,张博颖,乔山林
        2018, 31(6): 251-255. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2018.06.022
        摘要：最近Arne Thomas小组利用可逆的Si-O化学反应，成功实现了一锅法合成基于八面体二负离子SiO6构筑的硅酸盐有机框架聚合物，打破了硅基晶体框架材料仅在高压相中存在六齿配位结构的情况，证实低压条件下也可以实现六齿配位聚合物的合成，并且所得聚合物BET比表面积高达1276m2·g-1。通过高分辨率粉末X射线衍射、密度泛函理论和成对分布函数，所得阴离子框架聚合物——M2[Si(C16H10O4)1.5]存在2D和3D两种晶体结构，其中反离子M为Li+、Na+、K+，C16H10O4为9，10-二甲基蒽-2，3，6，7-四唑。  
        关键词：共价有机骨架聚合物;六齿硅配位;硅基有机框架   
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        发布时间：2022-09-05
      • 韩宝航,郭佳,任世杰
        2018, 31(6)
          
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        发布时间：2022-09-05
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