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多孔有机聚合物是近几十年来出现的一类新型多孔材料。相较于无机多孔材料（例如分子筛）、有机-无机杂化多孔材料（例如MOFs材料）,多孔有机聚合物不仅具有高的孔隙率而且具有低的骨架密度、结构可设计、骨架可官能团化、稳定性高的特点。这些特点使多孔有机聚合物具有更广泛的应用价值,因此它们在材料科学领域中备受关注。目前多孔有机聚合物主要有:超交联聚合物（Hyper-Cross-linked Polymers,HCPs）,固有微孔聚合物（Polymers of Intrinsic Microporosity,PIMs）,共价有机骨架材料（Covalent Organic Frameworks,COFs）,共轭微孔聚合物（Conjugated Microporous Polymers,CMPs）,多孔芳香骨架材料（Porous Aromatic Frameworks,PAFs）,共价三嗪骨架材料（Covalent Triazine Frameworks,CTFs）等类别。在众多的多孔材料中,超交联聚合物（Hyper-Cross-linked Polymers,HCPs）和共价有机骨架材料（Covalent Organic Frameworks,COFs）两种有机多孔材料由于其独特的结构特点和丰富的结构形式吸引了广大科研工作者极大地研究兴趣,他们不仅具有传统多孔材料展现出的高孔隙率、大比表面积的结构特点,也由于他们在配体选择上的灵活性和丰富性从而可以合成出多种多样不同的HCPs和COFs材料来。超交联聚合物（HCPs）主要是通过付克烷基化反应制备的有机多孔聚合物。超交联聚合物由于交联程度很高,因此得到的聚合物具有高度的刚性,阻止了聚合物链紧密堆积,也因此在聚合物的分子链之间存在一些孔道。并且超交联聚合物的刚性使材料具有较高的稳定性、较高的比表面积以及微孔体积。经过几十年的发展,不同结构性质的单体不断增多,聚合物的性能也有了显著的提高。与HCPs材料相比,COFs材料是由纯的有机分子借助共价键连接的、结构有序的多孔材料,由于聚合反应的可逆性,决定了可以通过热力学控制COFs晶体的形成。由于组分中全部是有机物,因此也被称为“有机分子筛”。本论文主要是围绕上述两种新型的多孔材料的设计、合成表征,以及这两种多孔材料在吸附分离以及储能方面应用来开展一系列研究工作的。第一部分主要是HCPs材料,目前绝大部分的HCPs材料都用于气体分离领域,例如烯烃和烷烃的分离,或是应用于液相混合物的分离,例如石化产业中的芳香烃液相分离膜,用于有机蒸气的分离较少报道,且性能与前两者相比差距比较大,基于此,我们设计了一种新的超交联聚合物HCPs,并研究了该材料在吸附和选择性分离领域的性能表现,这个研究结果主要包括P-（S）-1材料的合成和表征,P-（S）-1是一种带有咔唑官能团的有机小分子并通过氯化铁催化聚合,得到了兼具较大比表面积和微孔（d<2nm）结构的HCPs材料。测试结果表明,该材料对部分VOCs（Volatile organic compounds,挥发性有机物）,例如对二甲苯、邻二氯苯、二硫化碳,有不错的吸附性能,还利用了HCPs材料独有的共轭芳香的性质,对苯和环己烷这两种有机蒸气的选择性吸附,在工业生产和后处理方面有着一定的应用价值。第二部分内容中,我们探究了COFs材料研究这类材料在吸附分离领域中的潜在应用,。COFs材料作为一种新型的纯有机多孔材料,有二维和三维两种基本的结构形态,二维COF材料具有类似石墨烯的片层状结构,片层状结构中又包含了均匀分布且大小基本一致的小孔,当片层状结构堆叠在一起的时候,就可以形成垂直分布均匀的孔道结构,这些结构的存在赋予了二维COF材料与众不同的性能。正是基于二维COF材料的这些特点,我们将其进一步改性和修饰,用于乙烯乙烷气体的吸附分离应用中。基于COFs的材料特征,设计并制备了热稳定性优异的COF-316材料,通过在真空加热的方式将碘化亚铜分子分散到COF-316的孔道内部,经过表征和测试,获得了碘化亚铜单分散的COF-316-Cu I材料,进一步通过静态吸附测试,发现这一新型材料对乙烯乙烷气体具有不同的吸附能力,对得到的吸附数据进行IAST理论分析计算,发现材料对乙烯乙烷同比例混合气体的中的乙烯组分的吸附分离比在常温常压下能够达到4到5之间。第三部分内容主要是设计并合成了孔道内部带有甲基的SATD-Me-COF材料,通过化学修饰以及功能化的方法在COFs的孔道内部加入了卤素,再通过真空蒸发的方式向SATD-Me-COF的孔道加入了咪唑基的离子液体,最终制备得到了SATD-Me[Im I]Br材料,经过气体吸附测试发现,经过了以上两步功能化,材料的孔道内部对二氧化碳和甲烷分子构成了具有一定选择性吸附的COFs材料。第四部分内容主要工作是通过设计合成孔道内带有磺酸根基团的COFs材料:SA-DABS-COF,这种材料用到的单体的合成更简便高效,成本更低,进一步探究带有磺酸根的多孔材料在质子传输方面的性能,测试了SA-DABS-COF材料在无水条件下的对质子传输性能,发现材料的质子传输性能偏低,且在超过100摄氏度的温度之后性能急剧下降,不能稳定传输质子。为了改进这一缺陷,将富氮的杂环小分子1,2,4-三氮唑通过真空自扩散的方式分散到了SA-DABS-COF的孔道内部获得到了SA-DABS-TA,经过氮气吸附解析可以发现SA-DABS-TA的表面积相较未处理的SA-DABS-COF更低,通过与SA-DABS-COF相同的方法和条件来测试SA-DABS-TA在无水条件下的质子传输性能,发现材料的质子传输能力在中低温有所提高,同时发现在超过100℃的温度范围仍然能够实现质子传输,最后发现最高能够在160℃稳定工作,此时最高的无水质子电导率可以到8.1×10-4S?cm-1.为了进一步探究了材料的可能的传输机理,通过理论计算得到了SA-DABS-COF的活化能为0.26 e V,这一数值满足质子跳跃传输的机理,对SA-DABS-TA计算活化能发现材料在不同温度下具有不同的活化能数值,但是均小于0.4 e V,表面材料内部仍然属于质子跳跃机理,本文猜测可能是形成了不同于SA-DABS-COF的氢键网络造成这样差异的结果。通过对三氮唑功能化的COFs材料的合成和探索,发现了材料通过加入杂环分子可以提高质子传输的温度范围,拓展了质子传输材料的开发思路。