本发明属共轭微孔聚合物制备领域，具体涉及一种无金属催化合成共轭微孔聚合物（conjugated microporous polymers, cmps）的方法及应用。
背景技术：
1、共轭微孔聚合物（conjugated microporous polymers，cmps）是一类具有独特结构和优异性能的新型多孔材料。其高度共轭的骨架结构与丰富的微孔孔隙相结合，赋予了其在气体吸附与分离、异相催化、化学传感、储能等多个前沿领域极为广阔的应用前景。例如，在气体吸附方面，cmps能够高效地吸附二氧化碳、氢气等气体分子，为应对全球气候变化和能源危机提供了潜在的技术支持；在异相催化中，其可作为高性能催化剂载体，显著提升催化反应的选择性和效率；在传感领域，cmps可以快速响应并检测特定化学物质，为环境监测和生物医学诊断提供灵敏的检测手段；在储能领域，其可用于构建高性能的电池电极材料或超级电容器，助力高效能量存储与转换技术的发展。
2、然而，传统cmps的合成方法大多依赖于金属催化剂，如suzuki偶联反应（公布号cn119930996a）、sonogashira偶联反应（公布号cn 119331227 a）以及yamamoto偶联反应（macromolecules 2009, 42 (13), 4426-4429）等。这些方法虽然在合成cmps方面发挥了重要作用，但也存在诸多显著的缺点。首先，金属催化剂的使用往往会导致金属残留，这不仅会污染最终的产品，影响其在一些对纯度要求较高的应用中的性能，还可能对环境造成潜在的污染风险。其次，金属催化剂本身成本较高，且在反应过程中需要严格控制反应条件以确保其活性，这进一步增加了cmps的合成成本。此外，这些传统合成方法通常需要使用大量的有机溶剂和复杂的反应步骤，不仅能耗较高，还会产生大量的废弃物，对环境造成较大的负担，与现代社会对绿色化学和可持续发展的要求相悖。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种基于碘催化scholl反应的无金属催化合成共轭微孔聚合物（cmps）的方法。本发明以三苯胺（tpa）为单体，通过引入n-碘代琥珀酰亚胺（nis）作为碘化试剂，结合三氟甲磺酸（tfoh）的协同催化作用，在无需金属催化剂的情况下成功实现了共轭微孔聚合物（tpa-cmps）的合成。
2、本发明提供一种基于碘催化scholl反应的无金属催化合成共轭微孔聚合物（cmps）的方法，将三苯胺与n-碘代琥珀酰亚胺溶解于小极性溶剂中；向上述反应体系中加入三氟甲磺酸（tfoh）作为氧化耦合催化剂，搅拌，进行scholl偶联聚合反应，获得无金属残留的共轭微孔聚合物tpa-cmps。
3、按上述方案，所述的三苯胺与n-碘代琥珀酰亚胺的摩尔比为1：2~4。
4、按上述方案，所述的三苯胺与三氟甲磺酸的摩尔比为1：2.26~13.6。
5、按上述方案，所述的小极性溶剂为1, 2-二氯乙烷、氯苯或邻二氯苯。
6、按上述方案，所述搅拌时间为2-6h。
7、按上述方案，搅拌后温为0~80℃，保持12~48小时。
8、按上述方案，反应分离获得的产物依次用n, n-二甲基甲酰胺、乙醇和四氢呋喃洗涤，并用去离子水冲洗至中性，低温冷冻干燥后得到共轭微孔聚合物tpa-cmps粉末。
9、按上述方案，所述的低温冷冻干燥条件为-50±5°c下2~10小时。
10、按上述方案，所述的无金属催化合成共轭微孔聚合物（cmps）的比表面积为759-1334 m²/g，孔径为0.1-11 nm。
11、本发明提供上述方法合成的无金属催化合成共轭微孔聚合物（cmps）作为碘吸附材料、催化载体、气体分离材料或环境修复材料中的应用。
12、本发明以三苯胺为起始底物，以n-碘代琥珀酰亚胺（nis）作为碘化催化剂，在无需金属配合物的前提下实现对特定位置的选择性碘化反应，生成三(4-碘苯基)胺中间体。随后，在三氟甲磺酸（tfoh）的协同催化作用下，经三(4-碘苯基)胺中间体氧化脱碘反应驱动scholl偶联聚合，最终完成cmps的高效制备。本发明解决了传统金属催化的cmp合成工艺中存在污染高、成本昂贵及催化剂残留问题，为绿色化学合成提供了新路径，并显著提升了材料的可再生性与吸附性能。
13、本发明的有益效果如下：
14、本发明基于碘催化活化三苯胺形成碘化三苯胺中间体，并在三氟甲磺酸（tfoh）促进下发生氧化脱碘的机制，提供了一种无金属催化的、基于碘催化scholl反应合成cmps的新方法。通过nis与tfoh协同作用实现三苯胺定向碘化及高效偶联聚合，成功制备出具有超高比表面积（1334.6 m²/g）和优异吸附性能（对碘蒸气静态吸附容量达5.7 g/g）的tpa-cmp材料。该方法无需贵金属催化剂，高效、环境友好且工艺温和可控。
15、本发明的tpa-cmp材料具有超高比表面积和优异吸附性能，不仅适用于碘蒸气吸附，还可应用于催化载体、气体分离及环境修复等多个领域，具有良好的经济性和工业化应用前景。
1.一种基于碘催化scholl反应的无金属催化合成共轭微孔聚合物的方法，其特征在于：将三苯胺与n-碘代琥珀酰亚胺溶解于小极性溶剂中；向上述反应体系中加入三氟甲磺酸作为氧化耦合催化剂，搅拌，进行scholl偶联聚合反应，获得无金属残留的共轭微孔聚合物tpa-cmps。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的三苯胺与n-碘代琥珀酰亚胺的摩尔比为1：2~4。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的三苯胺与三氟甲磺酸的摩尔比为1：2.26~13.6。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的小极性溶剂为1, 2-二氯乙烷、氯苯或邻二氯苯。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述搅拌的时间为2-6h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：搅拌后控温为0~80℃，保持12~48小时。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应分离获得的产物依次用n, n-二甲基甲酰胺、乙醇和四氢呋喃洗涤，并用去离子水冲洗至中性，低温冷冻干燥后得到共轭微孔聚合物tpa-cmps粉末。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的低温冷冻干燥条件为-50±5°c下2~10小时。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的无金属催化合成共轭微孔聚合物的比表面积为759-1334 m²/g，孔径为0.1-11 nm。
10.权利要求1-9中任一项所述的方法合成的无金属催化合成共轭微孔聚合物作为碘吸附材料、催化载体、气体分离材料或环境修复材料中的应用。