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多孔有机聚合物（Porous Organic Polymers,POPs）是一类由不同几何形状的有机构筑单元通过共价键连接而成的三维网络骨架材料,具有低骨架密度、高比表面积、丰富的孔道结构和灵活的功能设计性等优点。近年来,多孔有机聚合物已经成为多孔材料发展的一个新方向,在气体吸附与分离、催化、传感以及能量存储与转换等诸多领域具有重要的应用前景。含氮多孔有机聚合物不仅具有较高的比表面积,而且聚合物骨架中的氮原子富含电子,赋予其一定的极化作用。氮原子提供的电子可以在π共轭体系中传递,极大地提高聚合物的化学催化/光催化活性。目前基于含氮多孔有机聚合物的研究仍处于发展阶段。含氮多孔有机聚合物的制备方法,含氮量控制及其气体吸附、化学催化/光催化功能拓展仍亟待研究。本论文基于不同含氮构筑单元有机基块,设计合成了一系列不同含氮量、氮原子键合方式的多孔有机聚合物,探索了其组成、结构以及金属负载等对气体吸附、光催化产氢以及异相催化的影响规律。主要研究成果概括如下:（1）基于Yamamoto偶联反应,提出多溴咔唑共聚偶联修饰方法,通过引入吡啶/联吡啶功能单体,调控构筑单元化学结构和共聚比例,合成了一系列不同含氮量（5.75-8.96 wt%）的咔唑基共轭微孔聚合物（PCZNs）,具有可调节的比表面积(379-1126 m~2g-1)。由于碱性含氮基团的引入,极大地提高了聚合物对CO2的选择吸附能力。在1 bar和273 K条件下,吡啶修饰的咔唑基共轭微孔聚合物（PCZN-8）具有最高的CO2吸附量（14 wt%）;联吡啶修饰的共轭微孔聚合物（PCZN-10）对CO2/N2（15/85）的选择吸附系数高达164,分别比纯咔唑基共轭微孔聚合物提高了129%和88%。PCZNs刚性交联网络结构使其具有优异的化学稳定性,在强酸高温等严苛环境下仍保持良好的起始吸附量。同时,PCZNs丰富的微孔结构使之具有良好的储氢性能,在1 bar和77 K条件下,氢气吸附量可达1.35 wt%。此外,联吡啶基修饰后,PCZNs形成了独特的电子给体-电子受体（D-A）结构,促使咔唑基共轭微孔聚合物光催化分解水产氢性能由无到有。当咔唑基单体与联吡啶单体为1:1.5比例进行共聚时,PCZNs在可见光驱动下水分解产氢速率高达2469μmol g-1h-1。（2）基于Chichibabin吡啶化反应,以醛酮单体为构筑单元,开发了通过缩合反应合成吡啶基共轭微孔聚合物（PCMPs）的新方法。该合成方法全程无金属参与,反应最快可以在5 min内高效完成,克服了传统方法受吡啶基构筑单元种类限制导致PCMPs合成效率低下的问题。该方法适用于多数醛酮构筑单元,改变其构型、官能团数、体积等可以进一步调控PCMPs的孔结构、带隙以及光催化分解水性能。PCMPs的比表面积最高达到450 m~2g-1,具有良好的光催化分解水产氢和产氧能力。在可见光照射下（λ＞420 nm）,典型PCMPs的产氢和产氧速率分别为～100μmol g-1h-1和～45μmol g-1h-1。（3）基于Buchwald-Hartwig偶联反应和化学氧化聚合反应,提出了两步法合成类似聚苯胺结构的含氮共轭微孔聚合物（NCMPs）。通过化学结构表征和理论计算,证实NCMPs具有刚性网络结构,所含N原子主要以叔胺形式存在。聚合物具有较高的比表面积(58-485 m~2g-1)和氮含量（7.39-11.84 wt%）。在1 bar和273 K条件下,NCMPs表现了良好的CO2选择吸附能力,吸附容量高达11wt%、对CO2/N2（25/75）选择吸附系数高达360。同时,NCMPs还具有一定的H2吸附容量（1.02 wt%@1 bar,77K）和碘蒸汽吸附容量（215 wt%@1 bar,385K）。NCMPs丰富的纳米孔道和高氮含量使之成为优良的金属纳米颗粒载体。当NCMPs负载11.8 wt%Pd Cl2后,Pd（II）被还原为Pd（0）金属纳米颗粒表现出优异的催化活性,可以使反应底物高效地转化为联苯类产物。得益于NCMPs稳定的网络框架,该金属负载型催化剂重复使用5次后,反应活性维持不变。（4）借助三氮唑基团（TZ）卡宾位点优异的金属负载能力,通过聚三氮唑与金属盐配位形成纳米胶体,提出了一种室温条件下制备多元（二元、三元、四元、五元和六元）金属合金聚合物（PTZ-M）的全新方法。通过透射电子显微镜观察,证实了形成了负载有多种金属合金的纳米胶体颗粒,合金具有均匀的元素分布、均一的晶格结构。尤其值得注意的是,通过TEM和XRD观察发现,五元金属合金聚合物（PTZ-[Au,Re,Ir,Os,Pt]）形成了具有特殊结构的高熵合金,呈现均一且与五种纯金属截然不同的晶面间距。高熵合金中的Au、Re、Ir、Os以及Pt组分分别为28.6%、22.4%、34.7%、8.2%和6.1%。PTZ-[Au,Re,Ir,Os,Pt]对硝基类化合物表现出优异的催化氢化还原反应活性,在2 min之内可以将95%以上的硝基氢化转化为氨基,并6 min之内可以完全转化。在此基础上,通过对苯二乙烯与TZ进行共聚,制备了三氮唑基多孔有机聚合物（PTZ-DVB）,其表面积高达840 m~2g-1。借助聚合物优异纳米孔道限域和金属配位能力,负载Au后形成PTZ-DVB-Au催化剂,其比表面积下降至771 m~2g-1。该催化剂对硝基类化合物的催化氢化还原反应活性与高熵合金催化剂PTZ-[Au,Re,Ir,Os,Pt]相媲美,在4 min内完成97%以上的硝基氢化转化,6 min内实现完全转化。