【摘要】：隨著社會(huì)的迅速發(fā)展,為滿足人們對(duì)資源可持續(xù)發(fā)展的需要,科學(xué)工作者不斷地研究探索。其中,作為多孔材料的重要一員,多孔芳香骨架材料(Porous Aromatic Frameworks,簡(jiǎn)寫為PAFs)是完全的通過(guò)非常穩(wěn)定的共價(jià)鍵以芳香環(huán)相連接形成的,因此它不僅具有非常高的比表面積、良好的孔結(jié)構(gòu)、非常強(qiáng)的熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的物理和化學(xué)穩(wěn)定性,它還具有可調(diào)控的孔道和可設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),近十年備受關(guān)注。本論文主要設(shè)計(jì)合成一種新型功能化的多孔芳香骨架材料PAF-80,并研究其在質(zhì)子傳導(dǎo)、氣體吸附與分離以及廢水處理方面的應(yīng)用。首先,我們制備了平面型具有三羥基官能團(tuán)的單體1,3,5-三羥基-2,4,6-三溴苯。通過(guò)鈀催化Sonogashira-Hagihara反應(yīng)將其與1,3,5-三乙炔基苯進(jìn)行偶聯(lián),成功制備了具有多羥基官能團(tuán)的多孔芳香骨架材料PAF-80。通過(guò)紅外光譜、XRD表征手段分析了PAF-80的結(jié)構(gòu),通過(guò)SEM、TEM表征手段說(shuō)明了PAF-80的形貌,通過(guò)熱重表征手段研究了其熱穩(wěn)定性。其次,對(duì)該材料進(jìn)行了親水性測(cè)試及質(zhì)子傳導(dǎo)率測(cè)試發(fā)現(xiàn),PAF-80的接觸角為27°并對(duì)水蒸氣有較好的吸附能力,具有良好的親水性。PAF-80(40%)與PVP(聚乙烯吡咯烷酮)復(fù)合膜在97%濕度,328K的情況下,質(zhì)子傳導(dǎo)率達(dá)2.31×10-5S cm~(-1),這說(shuō)明PAF-80在質(zhì)子傳導(dǎo)應(yīng)用中具有較好的前景。再次,通過(guò)對(duì)材料的孔性質(zhì)的研究表明,該材料具有較高的比表面積,BET達(dá)937m2/g。通過(guò)研究其對(duì)CO_2和N_2吸附,我們發(fā)現(xiàn)PAF-80對(duì)CO_2具有較高的吸附量,對(duì)CO_2/N_2具有吸附選擇性,而且對(duì)CO_2表現(xiàn)出較高的吸附熱(26k J mol~(-1)),由Henry's law模擬計(jì)算得到CO_2/N_2的分離比為21.40。由此,表明該材料可用于CO_2的儲(chǔ)存及CO_2/N_2的分離,開(kāi)發(fā)了該材料在環(huán)境能源方面的應(yīng)用。最后,PAF-80對(duì)含Pb(Ⅱ)化合物具有較好的吸附能力,通過(guò)測(cè)試其對(duì)含Pb(Ⅱ)化合物的吸附性能,我們發(fā)現(xiàn),在堿性條件下其吸附量高達(dá)1784mg/g,并可循環(huán)利用,效果基本不變,這對(duì)于堿性廢水的處理具有重要意義。
【圖文】：

東北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文得出多孔材料中電子云密度與含氮量對(duì)二氧化碳能產(chǎn)生特異性吸附[52]。甲烷氣體，分子直徑 0.414nm，作為天然氣的主要成分，現(xiàn)已進(jìn)入每家每戶甲烷的儲(chǔ)存，目前 COF-102 是甲烷吸附最大的材料，其合成是由 TBPM 基塊自對(duì)甲烷吸收可達(dá) 187mg/g；COF-103 則由 TBPS 基塊自聚而成，與 COF-102 不同于其中心原子為 Si，故形成的多孔有機(jī)材料對(duì)甲烷的吸收不同，為 175mg/g[46]李忠平組發(fā)表的材料 ACOF-1 是亞胺形成的多孔材料，其甲烷吸附在 273 K，111.63mg/g；朱廣山組合成的材料 PAF-45-PAF-49[53]，也對(duì)甲烷進(jìn)行了吸附，，在 2對(duì)甲烷的吸收分別能達(dá)到 26cm3/g，29cm3/g，26cm3/g，23cm3/g，35cm3/g。氨氣，堿性氣體，具有路易斯堿的特性，可以與路易斯酸進(jìn)行配位，從而被吸收。COF-10 是由具有硼酸基的單體與鄰苯二酚衍生物 HHTP 單體聚合，形成的硼酸酯類的多孔有機(jī)材料，硼酸作為路易斯酸位點(diǎn)，與氨氣配位，吸附量在1bar 下達(dá) 15mol/kg，是目前吸收氨氣最大的有機(jī)多孔材料[45]。

圖 1-8 FeP-CMP 的結(jié)構(gòu)模擬圖.3 光電光電應(yīng)用包括：光致發(fā)光、傳感器、質(zhì)子傳導(dǎo)。光致發(fā)光是指物體依賴外界光源進(jìn)行照射，從而獲得能量，產(chǎn)生激發(fā)導(dǎo)致發(fā)光的2008 年江東林組合成了第一例能夠光致發(fā)光的有機(jī)多孔材料 TP-COF[56]，它是利酯的反應(yīng)合成的，具有規(guī)則帶狀形貌的，能夠發(fā)藍(lán)光的材料。當(dāng)以 340nm 和 376
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 趙環(huán)宇;金釗;孫福興;朱廣山;;溶劑效應(yīng)對(duì)金屬有機(jī)骨架化合物結(jié)構(gòu)的影響[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

本文編號(hào)：2587567