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微孔有机聚合物（MOPs）具有比表面积大、孔结构参数可调、易功能化改性和物理化学性质稳定等优点,在二氧化碳（CO2）捕获、氢气存储、异相催化、化学传感、有机污染物吸附和重金属离子回收等方面已经得到广泛应用,成为当前功能高分子材料和纳米材料领域的研究热点。尽管近年来MOPs材料的研究得到迅猛的发展,但仍存在一些问题有待研究,包括（1）更深入理解聚合物化学和孔结构变化与CO2及有机烃选择吸附性能间的关系,（2）如何采用廉价原料和简单的化学合成工艺制备高性能MOPs材料,（3）研究MOPs材料异相催化CO2与多官能团环氧化合物的环加成反应性能,（4）进一步拓展MOPs材料在重金属离子吸附回收领域的应用等。本工作针对以上问题,设计合成了系列含氰基、羟基、氨基和卤素或卤代基团的微孔聚合物,系统研究了聚合物结构与CO2及C1-C3有机烃吸附性能间的关系;以廉价的甲酸和三聚氰胺为原料合成了同时富含仲胺基团和羟基的大比表面积微孔聚合物,研究了其在水体系中对铟金属离子的吸附回收性能;合成了钴离子配位的卟啉基微孔聚缩醛胺和微孔氰酸酯树脂,分别研究了其催化CO2与不同结构和不同官能度环氧化合物环加成反应性能。具体研究工作如下:在室温条件下,以三氟甲磺酸为催化剂,将2,2,2,4’-四氟苯乙酮和4’-溴-2,2,2-三氟苯乙酮为单体分别与1,3,5-三苯基苯聚合,合成了两种BET 比表面积分别为706 m~2 g-1和622 m~2 g-1含氟和溴的微孔聚缩酮（PKT-F1和PKT-F2）。将电负性大的氟元素引入微孔有机骨架中使得PKT-Fs表现出优异的丙烷、乙烷和甲烷的吸附分离性能。在273 K和1 bar下,PKT-F1对丙烷和乙烷的吸附量分别达3.26和2.11 mmol g-1。PKT-F1的C3H8/CH4、C2H6/CH4 和 C3H8/C2H6 的分离比分别为 159.1、19.5 和 5.0。采用 1,4-二（4,6-二氨基-1,3,5-三嗪基）苯、1,3-二（4,6-二氨基-1,3,5-三嗪基）苯、2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三（4,6-二氨基-1,3,5-三嗪）和1,3,5-三（4-（4,6-二氨基-1,3,5-三嗪基）苯基）苯为多氨基单体分别与含不同甲酰基的化合物聚合,制备了八种微孔聚缩醛胺（PANs）,其BET 比表面积在842-1563 m~2 g-1之间。系统研究了化学和孔结构参数变化与二氧化碳及C1-C3吸附性能间的关系。273 K和1 bar下,微孔聚缩醛胺对二氧化碳吸附量最高达3.73 mmol g-1。在298 K和1 bar下,微孔聚缩醛胺对丙烷的吸附量高达5.31 mmol g-1,且C3H8/CH4分离比达296.3,C2H6/CH4分离比达23.0,在二氧化碳和天然气吸附分离领域显示出潜在的应用价值。采用Knoevenagel缩合反应,将三（4-醛基苯基）三苯胺、四（4-醛基苯基）甲烷和1,3,5,7-四（4-醛基苯基）金刚烷分别与2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三碳腈聚合,制备了 BET 比表面积在589-740 m~2 g-1之间的含氰基微孔聚合物（MOP-CNs）,且孔道尺寸在一定程度内可调。氰基的强吸电子能力可增大与CO2分子间偶极-四极相互作用。在273 K和1 bar下,MOP-CNs对二氧化碳的吸附量可达2.81 mmol g-1。根据理想溶液理论（IAST）计算得到其CO2/N2和CO2/CH4分离比分别可达80.5和21.4。采用廉价原料双酚A和1,1,1-三（4-羟苯基）乙烷分别与芳香二醛聚合,制备了富含羟基的微孔酚醛树脂（MPR-OHs）。在273 K和1 bar下,MPR-OHs对CO2的吸附量可达3.39 mmol g-1,且CO2/N2分离比高达105.2。廉价的原料、简易的制备方法和优异的CO2吸附分离性能使其具有良好的应用前景。采用廉价的甲酸和三聚氰胺作为起始单体,采用一步缩合聚合方法,制备了同时富含羟基与仲胺基团的微孔聚三聚氰胺甲酸树脂（PAN-FA）,其BET比表面积为705 m~2 g-1,孔径分布呈现多级孔分布。在273 K和1 bar条件下,PAN-FA的CO2吸附量为2.51 mmol g-1,且CO2/N2的分离比高达104。此外,PAN-FA对铟离子吸附量高达206.3 mg g-1,且表现出优异的循环使用稳定性和对其它金属离子的吸附选择性。采用5,10,15,20-四（4-（2,4-二氨基三嗪基）苯基）卟啉和5,10,15,20-四（4-（2,4-二氨基三嗪基）苯基）卟啉钴分别和对苯二甲醛缩合聚合,成功制备了卟啉基微孔聚缩醛胺(PAN-TDP 和钴配位的 PAN-TDP（Co）。PAN-TDP 和 PAN-TDP（Co）的 BET 比表面积分别为 1589 和 1535 m~2g-1。在 273 K 和 1 bar 下,PAN-TDP 和 PAN-TDP（Co）对 CO2 吸附量分别为3.78和4.07 mmol g-1。PAN-TDP（Co）催化环氧丙烷、1,2-环氧丁烷环氧、氯丙烷环氧、溴丙烷和氧化苯乙烯的转化率为在91.8-99.0%之间,化学转化数在890.1-920.8之间。采用5,10,15,20-四（4-羟基基苯基）与溴化氰反应得到5,10,15,20-四（4-氰酰苯基）卟啉氰酸酯单体,随后5,10,15,20-四（4-氰酰苯基）卟啉在壬基酚催化下固化得到卟啉基微孔氰酸酯树脂（PCN-TCP）,卟啉基团再与钴离子络合得到钴配位的卟啉基微孔氰酸酯树脂(PCN-TCP（Co）。在 273 K 和 1 bar 下,PCN-TCP（Co）的 CO2 吸附量为 2.95 mmol g-1。研究了 PCN-TCP（Co）催化CO2与不同结构和不同官能度的脂环族环氧化合物环加成反应,结果表明:二官能度的3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双（3,4-环氧环己基甲基）亚硫酸酯和双（3,4-环氧环己基甲基氧基）二苯基硅烷的环碳酸酯转化率分别为93.1%、92.1%和91.6%,而三官能度的三（3,4-环氧环己基甲基氧基）苯基硅烷的环碳酸酯转化率也达89.4%。卟啉基微孔聚合物在CO2吸附及催化CO2与环氧化合物的环加成制备环碳酸酯方面均具有潜在的应用价值。