我国煤炭资源储量丰富,煤和煤焦油是各种烷基取代苯及稠环芳烃的储藏宝库,温和条件下可以从煤和煤焦油中分离得到种类繁多、品质优良的多甲基苯和稠环芳烃。尽管目前以烷基取代苯尤其是多甲基苯和稠环芳烃为原料生产的大量下游产品技术成熟,但是多甲基苯和稠环芳烃的高值化利用仍具有较大的研究开发空间,例如基于煤基芳烃及其衍生物的多功能高分子和多孔聚合物等材料的设计开发,从而进一步完善煤炭资源高附加值利用的产业链,反向促进对煤炭资源的合理利用。本课题利用从煤和煤焦油中分离得到的芳烃及其衍生物为原料,通过廉价易得的催化剂,经过付-克烷基化、Scholl偶联、Suzuki-Miyaura偶联等反应在温和的反应条件下制备系列高附加值的聚合物材料,从而最大化地实现资源的高效利用。制备的聚合物材料在耐热、吸附、荧光等各方面表现出不同程度的优异性能,且均具有原料廉价易得、制备策略简便和可用作各种功能材料进一步开发的前驱体等特点。本论文分三部分内容展开,具体分别如下:（1）分别以氯化苄和多甲基苯为原料,制备了热稳定性优异的大分子聚合物。其中,以氯化苄为原料的体系,探索温和条件下与苯共聚高效制备热稳定性好、荧光性能优异的高分子产物的途径。通过条件筛选不断优化反应方案,最终确定了以α-Fe₂O₃/凹凸棒（α-Fe₂O₃/A）为催化剂,CCl₄为反应溶剂,100 ℃与苯反应4 h的条件为实验的标准条件,向标准反应中加入四甲基哌啶氮氧化物或者二丁基羟基甲苯等自由基捕获剂进行控制实验,推导出阳离子型的反应机理;应用于实验中的催化剂α-Fe₂O₃/A,经回收、洗涤、酸化和焙烧等条件的活化后,循环3次仍能对氯化苄和苯的聚合反应具有较强的催化活性,拥有极大的应用价值。借助紫外光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、液体核磁（NMR）、元素分析、凝胶色谱（GPC）、热重分析（TGA）、X-射线衍射和荧光光谱等多种现代分析手段,确定了产物的结构及高分子量、低分散性指数、高分解温度和无定形结构等优异性质;将实验经验拓展应用于对二甲苯、均三甲苯和均四甲基苯等多甲基苯体系,经光卤化和热聚合等两步制备了聚多甲基苯,分别利用上述的各种分析手段确定了制备的产物的结构并表征性质,聚多甲基苯同样具有高分子量、低分散性指数、高分解温度和无定形结构等优异性质。此系列产物都具有较好的热稳定性并可用于进一步制备碳材料。（2）分别使用萘、1-甲基萘和1-萘酚为原料制备了超交联微孔聚合物（HCLMPs）,并探索了取代基对制备产物性质的影响。以萘为原料,通过外加交联剂法、溶剂编织法和Scholl偶联法等3种方案制备HCLMPs 1-4,其中外加交联剂法使用了对苯二甲醚（DMB）和二甲氧基甲烷（DMM）等2种交联剂,通过紫外光谱、FTIR和¹³C固体交叉极化魔角旋转核磁(¹³C CP/MAS NMR)等分析手段证实了反应的进行与相应产物的制备;HCLMPs的制备反应可以放大至克量级且产物的分离收率几乎不变;分别利用扫描电镜、TGA和荧光光谱等多种现代分析手段表征HCLMPs 1-4,发现HCLMPs 1-4除了微溶于THF以外几乎不溶于所有有机试剂;扫描电镜证实产物都是小球形颗粒聚集在一起的非晶态和多孔的形态结构;TGA分析表明产物具有良好的热稳定性,在900 ℃中仍有超过70%的残余量,是制备碳材料的优质前体;荧光光谱表明产物具有荧光性;N₂吸附/脱附等温线表明产物普遍具有高比表面积和小孔径,部分产物还具有孔径小于0.7 nm的超微孔,这在CO₂吸附方面具有极大的优势。其中以DMM为交联剂通过外加交联剂法制备HCLMP 2具有最大的Brunauer-Emmett-Teller（BET）比表面积,达到2870 m² g^-1;进一步表征HCLMP 2存储H₂和捕集CO₂的能力,发现在273 K时,HCLMP 2的CO₂吸附量为55.42 cm³ g^-1;在77 K时,HCLMP 2的H₂吸附量为121.54 cm³ g^-1,展现出在气体储存方面的应用潜力。选取1-甲基萘和1-萘酚作为原料,通过上述3种方案制备HCLMPs 5-12,探索取代基对于HCLMPs材料制备的影响,紫外光谱、FTIR和¹³C CP/MAS NMR等多种分析手段证实了反应的进行与相关产物的制备;分别使用扫描电镜、TGA、荧光光谱和N₂吸附/脱附等温线对产物进行表征,扫描电镜表明HCLMPs 5-12主要聚集成片状材料,这是萘环上的官能团使得HCLMPs材料的形貌和尺寸变得不规则,TGA表明产物仍具有较好的热稳定性,荧光光谱证明HCLMPs 5-12仍具有荧光性,而N₂吸附/脱附等温线表明原料引入-CH₃对最终产物的孔结构性质几乎没有影响,而引入-OH的原料只能使用外加交联剂法制备产物才具有与HCLMPs 1-4相当的孔结构性质;综合分析后发现,外加交联剂法是制备HCLMPs最好的方法,尤其是以DMM为外交联剂时效果更好;萘是制备HCLMPs最理想的单体,选取适当的制备方法后,原料中引入取代基对制备产物性质几乎没有影响。（3）选择具有不同官能度的有机溴化物和有机硼试剂,采用不同的组合方式借助Pd-催化的Suzuki-Miyaura偶联反应制备了系列共轭微孔聚合物（CMPs）。FTIR、¹³C CP/MAS NMR以及紫外光谱证实了偶联反应的进行以及CMPs材料的制备;利用扫描电镜、TGA以及荧光光谱等多种分析手段表征CMPs,发现制备产物的性质取决于合成单体的主体结构,其中有机溴化物起决定性作用;CMPs在微观结构上由各种大小不等的固体颗粒组成,表现出优异的化学和热稳定性:在普通的有机溶剂中均不溶,在强酸强碱中仍能保持稳定;Ar气氛下,产物在900℃仍能有70%以上的残余量,是用于进一步制备碳材料的优异前体;N₂吸附/脱附等温曲线表明材料内部以微孔为主,存在介孔和大孔结构。其中相比于1,3,5-三（4-溴苯基）苯和2,2’,7,7’-四溴-9,9’-螺二芴,以1,3,6,8-四溴芘（TBP）为原料制备的CMPs表现出更优异的孔结构性质,基于1,4-苯二硼酸（PDBA）的CMPs性质也优于4,4’-联苯二硼酸频哪醇酯和1,3,5-苯三硼酸频哪醇酯为原料制备的产物。因此TBP和PDBA是制备性能优异的CMPs材料的首选单体;BP-Ph-CMP是系列CMPs中性能最好的产物,BET比表面积达到1071 m² g^-1,紧接着分别在77 K和273 K条件下进一步考察其对H₂的存储和对CO₂的捕集能力,BP-Ph-CMP在77 K、1 bar条件下展现出152.77 cm³ g^-1的H₂吸附量,在273 K、1 bar条件下表现出58.97 cm³ g^-1的CO₂吸附量,充分显示出可以应用于气体吸附方面的潜质。