文章重要内容

       多孔有机聚合物材料(POPs)具有化学稳定性好、比表面积高以及易功能化修饰等特点。中南大学喻桂朋课题组结合该领域最新进展，从功能导向的POPs分子设计和调控出发，系统阐释绿色制备与加工的核心原则，重点介绍了POPs绿色制备与加工的主流技术路径与研究进展，并展望未来发展方向。

文章背景

 高性能多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers, POPs)是一类由有机单体通过强的共价键接形成的具有三维网状结构以及功能的新型多孔材料。POPs凭借其独特的结构与性能优势，在气体吸附、催化转化等领域具有应用前景，有望为解决环境治理、能源短缺、催化效率提升等全球性挑战提供新材料。传统POPs制备依赖高毒性高挥发性溶剂、反应条件苛刻、反应周期长、副产物多，且产物多为不溶不熔粉末难以加工。“双碳”目标下，POPs绿色制备与加工成为突破上述瓶颈的必然路径，也是推动其工业化的核心关键。绿色制备聚焦“原料→POPs初级产物”的合成过程，加工则聚焦“POPs初级产物→终端功能材料”的成型过程。二者共同构成POPs绿色发展的完整链条，推动绿色化工与可持续发展目标落地(图1)。

文章概述

 本文从功能导向的POPs分子设计和调控出发，系统阐释绿色制备与加工的核心原则：原料绿色化旨在从根源控制风险，以可再生资源替代传统不可再生、高毒性原料，通过开发生物质基单体或利用温室气体等低成本、无毒的可再生资源作为合成前驱体，既减少对化石资源的依赖，又实现废弃物的资源化利用，降低生产过程的环境负荷。溶剂绿色化则以低毒、可回收溶剂或无溶剂体系替代传统有毒溶剂，通过选用生物基溶剂、离子液体、超临界溶剂等绿色介质，或借助机械力驱动的无溶剂合成方式，从工艺源头消除溶剂污染，同时保障POPs的多孔结构与功能稳定性。合成过程绿色化以低能耗、低污染、高原子经济性为目标，通过设计温和的反应体系，避免高温高压等苛刻条件，减少能源消耗；同时优化反应路径，从源头减少副产物生成，提升原料转化率。加工过程绿色化则聚焦功能优化与形态成型的绿色性，禁用有毒加工助剂，优先选用水基助剂或可降解粘结剂，采用室温、低温等低能耗工艺，在实现材料形态定制的同时，避免破坏POPs原有的多孔特性与功能，实现加工环节的零污染与低能耗。

 之后，文章分别梳理了国内外POPs绿色制备和绿色加工的研究进展。在绿色制备领域，核心进展集中于突破传统工艺的苛刻条件与污染问题。通过氢键设计、熔盐聚合、室温水相合成等方法实现POPs初级产物可控制备为后续加工奠定基础。绿色加工领域则围绕解决POPs粉末难成型痛点展开。通过调控POPs分子间相互作用或引入特定结构单元等方法为材料的规模化制备及多领域应用开辟新路径。

 尽管POPs绿色制备与加工已取得显著进展，但要实现其大规模工业化应用并充分发挥在全球可持续发展中的作用，仍需对现有瓶颈进行持续突破。其一，低成本与规模化生产，需拓展农业废弃物、工业副产物等可再生原料来源，深化CO₂资源化利用，同时优化绿色工艺与工业设备的适配性，构建一体化生产线并配套自动化监测系统，平衡环境效益与经济成本。其二，数据驱动转型与机器学习，通过构建涵盖分子结构、合成工艺、性能参数的多维度数据库，开发机器学习模型实现性能预测与工艺优化，结合分子模拟构建闭环研发流程，借助AI实时调控生产参数以保障产品稳定性。其三，外场辅助技术应用，拓展超声、电场、磁场、光场等技术场景，利用其低能耗、操作简便的优势，缩短反应周期、提升材料有序度，制备功能精准的智能材料。其四，全生命周期绿色化，开发含易水解或生物降解官能团的POPs材料，深化基于动态共价化学的闭环回收技术，构建“合成-使用 -回收-再合成”的循环体系，避免二次污染。

本文为“庆祝蹇锡高院士80华诞”专辑特约综述，发表在《高分子学报》2026年第1期。通信联系人为中南大学喻桂朋教授。

引用本文

张驰, 唐俊涛, 顾帅, 邵鹏鹏, 喻桂朋. 高性能多孔有机聚合物绿色制备与加工. 高分子学报, 2026, 57(1), 109-118.Zhang, C.; Tang, J. T.; Gu, S.; Shao, P. P.; Yu, G. P. Green preparation and processing of high-performance porous organic polymers. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(1), 109-118.