Built-in Phenyl Bridging Switch Enhances the Oil-water Separation Performance of Porous Aromatic Framework Material

doi:10.7503/cjcu20250074

Abstract

Abstract:

Superhydrophobic porous aromatic framework materials have demonstrated remarkable potential in efficiently achieving oil-water separation， thereby holding great promise for their application in treating oilfield wastewater. The robust capillary action within their microcavities has been verified to serve as an effective containment mechanism. Nevertheless， the relatively constricted pore space poses a limitation on their adsorption capacity. In this work， by ingeniously incorporating additional phenyl fragments as bridging switches（π-π cross-linking bridges） into the carbazole-based porous aromatic framework， we synthesized a novel superhydrophobic porous aromatic material， denoted as LNU-42， and significantly enlarged its pore size. Experimental results reveal that， in contrast to the carbazole-based superhydrophobic porous aromatic material LNU-40， which lacks the phenyl-bridge switches， the introduction of these built-in phenyl-bridging switches has led to a 6—8-fold expansion in the pore size of LNU-42. This substantial increase has notably augmented the accommodation space for organic solvents. Specifically， the fabric impregnated with LNU-42 exhibits an outstanding adsorption capacity for chlorobenzene， reaching up to 7.8 times its own weight， representing a 66% enhancement in adsorption performance. Moreover， the separation efficiency of LNU-42 for organic solvents such as chlorobenzene and carbon tetrachloride surpasses 90%. Notably， LNU-42 demonstrates remarkable stability， maintaining its strong hydrophobicity even under extremely harsh environmental conditions， including strong acid/alkali（1 mol/L） and high-salt concentration（1 mol/L）. This study not only furnishes a viable technical approach for the fabrication of superhydrophobic materials with high-efficiency oil-water separation capabilities but also offers crucial scientific and technological underpinnings for the treatment of oilfield wastewater.

Key words: Superhydrophobic porous aromatic framework material, Built-in phenyl bridging switch, Suzuki reaction, Oil-water separation performance

CLC Number:

O631

TrendMD:

MA Shuo, CHEN Shixin, XIA Chunlong, ZHOU Hongfei, LI Cong, BAI Weihua, CUI Bo, ZHENG Guiyue, BU Naishun, HE Zhe. Built-in Phenyl Bridging Switch Enhances the Oil-water Separation Performance of Porous Aromatic Framework Material[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(9): 20250074.

Figures/Tables 7

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