有机多孔聚合物是一类由C、H、O、N、B等元素构成的、通过共价键连接的、具有二维或三维多孔网格结构的新材料。有机多孔聚合物材料由于具有孔径可调、比表面积较大、热稳定性高、化学稳定性好、制备方法多样等特点，在气体存储与分离、生物和化学传感、有机吸附、催化和有机电子器件等方面表现出广泛的应用价值。

设计合成有机多孔聚合物通常需要满足如下要求：

（1）具有刚性结构的单体；

（2）改变单体分子结构和构型；

（3）选择合适的聚合反应方式和条件。

通过选择合适的构筑单体、功能化反应基团和不同的聚合反应，先后成功制备了多种有机多孔聚合物。而且通过调整单体分子大小、长度和结构类型，可有效地调节多孔聚合物的孔隙度参数（如孔容、比表面积、孔径分布等），体现了有机多孔材料结构设计和制备方法的多样性和灵活性。其中共轭多孔聚咔唑因具有相对刚性的主链结构，使得多孔结构具有持久性和可调控性，以及良好的热、酸碱稳定性。同时，咔唑含氮杂化结构，与二氧化碳酸性气体的吸附能力较强。此外，有机多孔聚咔唑具有良好的光学和电学性质以及光电性能，因此在化学生物传感器和有机光电子领域中具有潜在的应用价值。

有机多孔材料大多通过Sonogashira－Hagihara反应和Suzuki反应等碳－碳偶联聚合反应制备。然而这些方法通常需要先合成含多卤代芳环、多炔基或多硼酸等单体，但其合成和纯化步骤复杂，所使用的Pd等贵金属催化剂价格昂贵。另外，反应官能团会在聚合物材料中有所残留，对聚合物材料性能会有一定影响。

而咔唑基团电子云密度较高，可在无水FeCl ₃ 作用下，在3，6－位置发生氧化偶联反应，因此聚咔唑有机多孔材料的合成常利用氧化偶联聚合方法。

这种制备方法具有以下优点：

（1）反应条件温和，通常在室温下进行；

（2）催化剂廉价易得，易除去，避免有残留；

（3）参与聚合的单体只有一种，合成较为简单；

（4）产率高于90％；

（5）单体和聚合物均不含卤素、硼酸、炔基等官能团。

具有三维螺旋桨形结构的1，3，5－三（9－咔唑基）苯（TCB）作为单体分子，进行氧化偶联聚合反应，可用于制备比表面积较大（2 200 m ² ·g ^－1 ）的有机多孔聚合物CPOP－1。CPOP－1对气体吸附的选择性很大，对氢气和二氧化碳的吸附量分别高达2.80 wt ％（77 K，1.0 bar）和21.2 wt ％（273 K，1.0 bar）。而对甲烷和氮气的吸附量很小，可用于气体的选择性吸附或分离。

图62－1 （a）聚咔唑多孔材料的合成示意图 （b）1，3，5－三（9－咔唑基）苯单体分子模拟图