人类活动排放出大量的CO2,已经引发了严重的温室效应。目前所采用的胺类溶液吸收法存在易腐蚀、易挥发及能耗高等弊端。微孔有机聚合物具有的纳米级孔道和高比表面积,使其在气体储存和分离领域有着巨大的潜力,可用于二氧化碳的捕获和封存。此外,微孔有机聚合物在气体储存和分离过程中具有材料易再生及能耗低等优点。本论文以提高微孔有机聚合物的气体吸附及分离性能为目的,通过合理的分子设计,制备出具有微孔结构的聚酰亚胺、氰酸酯树脂和酚醛树脂。这三类聚合物中分别含有酰亚胺环、三嗪环和酚羟基结构,与CO2、C2-C4有机烃类气体间存在较强的相互作用,可以提高聚合物对这几种气体的吸附和分离性能。通过对聚合物进行多种气体和蒸汽吸附测试,研究其化学结构和孔结构对H2、CO2、N2、C1-C4有机烃类气体及苯、正己烷、环己烷、水蒸汽吸附及分离性能的影响。论文的主要内容如下：微孔聚酰亚胺及其硝化改性的合成及性能研究。采用1,3,5,7-四(4-氨基苯基)金刚烷分别与均苯四甲酸酐和1,4,5,8-萘四甲酸酐缩聚,制备出两种基于1,3,5,7-四苯基金刚烷结构的聚酰亚胺PI-ADPM和PI-ADNT。将PI-ADNT与发烟硝酸反应,经不同反应时间得到三种硝基含量变化的硝化聚酰亚胺PI-NO2S。吸附测试表明均苯型聚酰亚胺PI-ADPM主要是微孔结构,比表面积最高为868 m2 g-1。由于PI-ADPM同时含有苯环和金刚烷结构,使其具有较优异的苯、正己烷和环己烷吸附性能,298 K蒸汽吸附量分别为99.2、49.8和59.7 wt%；将聚酰亚胺硝化后向聚合物骨架上引入了更多的氮原子和氧原子,可以增强聚合物与CO2间的相互作用,使其具有优异的CO2捕获能力,在273K和1.0 bar下CO2吸附量从15.0 wt%提高到17.7 wt%,273 K CO2/N2和CO2/CH4的起始斜率分离比分别从32和11提高至56和21。微孔氰酸酯树脂的合成及性能研究。设计并合成了四种氰酸酯单体1,3,5,7-四(4-氰酰基苯基)金刚烷、三(4-氰酰基苯基)胺、3,6-双氰酰基咔唑和9-(4’-氰酰基苯基)-3,6-双氰酰基咔唑,经环三聚反应得到相应的四种氰酸酯树脂PCNs,研究单体的立体结构和官能团数对聚合物的孔结构和吸附分离性能的影响。吸附测试表明,由具有四面体结构和四官能团数的1,3,5,7-四(4-氰酰基苯基)金刚烷制备的氰酸酯树脂PCN-AD,交联密度最大,比表面积最高为843 m2 g-1且主要是微孔结构。PCN-AD在77 K和1.0 bar下的H2吸附量达1.49 wt%,273 K和1.0 bar下的CO2吸附量为12.8 wt%,298 K苯和环己烷的蒸汽吸附量分别为98.0和57.4 wt%；在氰酸酯树脂中含有大量的氮原子和氧原子,使聚合物与CO2和C2、C3烃类气体间存在较强的相互作用,因此显示出优异的气体吸附分离性能,PCN-AD在273 K下CO2/N2、C2H6/CH4、C2H4/CH4、C3H8/CH4和C3H6/CH4的吸附分离比分别为112、36、32、519和598。微孔酚醛树脂的合成及性能研究。采用四(4-醛基苯基)硅烷和1,3,5,7-四(4-醛基苯基)金刚烷,分别与间苯三酚和间苯二酚加成缩聚得到四种酚醛树脂PFNs,研究单体活性对聚合物孔结构的影响,聚合物酚羟基含量对气体吸附及分离性能的影响。吸附测试表明由活性较高的四(4-醛基苯基)硅烷与间苯三酚制备的酚醛树脂PFN-S1,主要是微孔结构,比表面积最高为903 m2 g-1。这较高的比表面积和较多的酚羟基使得PFN-S1在77 K和1.0 bar下的H2吸附量最高为1.59 wt%,273 K和1.0 bar下的C02吸附量最高为17.3wt%,298 K苯蒸汽吸附量最高为93.1 wt%；酚羟基含量高的PFN-S1和PFN-A1与C02和C2、C3烃类气体间相互作用较强,使其CO2/N2、CO2/CH4和C2H6/CH4、C2H4/CH4、 C3H8/CH4、C3H6/CH4的吸附分离性能优于酚羟基含量低的PFN-S2和PFN-A2。