共價-有機骨架材料（covalent-organic frameworks,COFs）是一類通過共價鍵連接的新型晶體多孔材料,具有周期性擴展的網絡結構。COFs由于其特殊的結構特點,如組成元素為輕元素（大部分COFs的組成元素為C、N、O）,大比表面積,可調的孔徑,易調控裁剪的有機連接體等,在氣體吸附分離和液相大分子高效分離等領域具有廣闊的應用前景。近年來,由共價有機骨架材料制備的獨立COF膜和基于COF的復合膜受到了廣泛的關注。特別是,二維共價有機骨架納米片由于大面厚比,完美的晶體結構等結構優(yōu)點,可制備規(guī)整的超薄COF膜,在分離方面有巨大的應用潛力。為此,本論文以制備超薄共價有機骨架納米片（covalent-organic framework nanosheets,CONs）為基礎,提出了多種制膜方法,并合成了基于二維共價有機骨架膜材料,展現出優(yōu)異的氣體分離性能。針對于目前CONs合成方法較為復雜、孔徑普遍較大等難點,本工作分別提出了“自下而上”和“自上而下”的合成策略,制備出了可用于氣體分離的CONs基超薄分離膜。具體成果如下:（1）采用“自上而下”的合成策略,通過對塊狀COF材料... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：121 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１選擇不同共價鍵的ＣＯＦｓ例子

?北京化工大學碩士研宄生學位論文???異，其結論是在雙層膜的層間界面連接間形成了復雜的交錯結構，這使得氣體通道更??加復雜曲折，所以會展現出較優(yōu)異的氣體分離性能。??

?北京化工大學碩士研宂生學位論文???２．４．２?ＣＴＦ－１?ＣＯＮｓ?形貌表征??粉體ＣＴＦ－１的合成路線如圖２－１所示，母體ＣＴＦ－１材料的合成路線由對苯二腈環(huán)??三聚合而成，模擬計算的孔徑為１．２?ｎｍ，其結構只含有碳氮元素。如圖２－２所示，為??塊狀ＣＴＦ－１的ＳＥＭ圖和ＴＥＭ圖。從掃描電鏡圖中可以看出合成出來的ＣＴＦ－１為塊??狀形貌，從放大的局部圖可以看出該材料為層狀結構。從透射電鏡圖中可以看出，??ＣＴＦ－１為層狀材料，其邊緣地區(qū)相對透明，說明邊緣層透明。??Ｉｊｊ?』丫石?Ｎ＾Ｎ??６＾－?〇—－?６?ｏ??｜｜?Ｎ＾Ｎ?Ｎ＾Ｎ?Ｎ?人Ｎ??ｈ＾ｕ?丫?ｒ�。�??ＣＴＦ－１??圖２－１塊狀ＣＴＦ－１的合成路線??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｂｕｌｋ?ＣＴＦ－１?ｐｏｗｄｅｒ??ＷＷＷ??圖２－２塊狀ＣＴＦ－１的（ａ）?ＳＥＭ圖和（ｂ）?ＴＥＭ圖??Ｆｉｇ．２－２?（ａ）?Ｔｈｅ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ａｎｄ?（ｂ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｂｕｌｋ?ＣＴＦ－１?ｐｏｗｄｅｒ??ＣＴＦ－１分散在甲醇溶劑中作進一步的形貌表征。接下來將澄清的ＣＴＦ－１?ＣＯＮｓ分??散液滴在硅片或通網上，對其做ＡＦＭ和高分辨ＴＥＭ圖觀察ＣＯＮｓ的結晶程度和形貌??特征。如圖２－３ａ所示，為ＣＴＦ－１?ＣＯＮｓ甲醇分散液的丁達爾效應圖，說明分散液中含??有納米片的濃度很高，從良好的丁達爾效應說明了?ＣＯＮｓ分散液的成功制備。ＣＴＦ－１??２６??


本文編號：3351944