共價有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)(COFs)是一種通過強共價鍵連接的、新型二維或三維有機(jī)結(jié)晶多孔材料,具有密度小、比表面大、可剝離成納米片等眾多優(yōu)點。但原材料昂貴、實驗條件苛刻等問題極大地限制了其進(jìn)一步發(fā)展。本論文的主要思路分為以下兩部分:(1)設(shè)計成本低、制備簡單、熱穩(wěn)定性和成炭性好的COFs;(2)針對高聚物復(fù)合材料火災(zāi)安全性低的問題,結(jié)合COFs材料的優(yōu)勢,通過功能化設(shè)計制備安全性能優(yōu)異的COFs基復(fù)合材料,進(jìn)一步拓展COFs在實際工程中的應(yīng)用。本論文的第二章到第五章針對高聚物易燃、火災(zāi)安全性低的缺點,制備力學(xué)性能和火災(zāi)安全性能優(yōu)異的COFs納米片基高分子納米復(fù)合材料。研究COFs基納米復(fù)合材料的熱解過程和燃燒行為,揭示相關(guān)阻燃機(jī)理。本論文的第六章針對商用鋰電池聚烯烴隔膜穩(wěn)定性差和電解液浸潤性差的缺點,制備安全性和電池性能良好的COFs/聚烯烴微孔復(fù)合膜。具體研究工作如下:1.基于二維COFs具有類石墨結(jié)構(gòu)的特點,利用機(jī)械球磨法和正丁基鋰(n-BuLi)插層-剝離法制備了COFs納米片,通過溶液共混法制備熱塑性高聚物納米復(fù)合材料。研究表明COFs納米片能顯著提高高聚物復(fù)合材料的火災(zāi)安全性和力學(xué)性...

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略語中英文對照表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 COFs材料
        1.2.1 COFs材料構(gòu)筑單元和種類多樣性
        1.2.2 COFs的合成方法
        1.2.3 COFs材料結(jié)構(gòu)特點
        1.2.4 COFs二維納米片的制備
    1.3 COFs的功能化設(shè)計及應(yīng)用
        1.3.1 氣體存儲與分離
        1.3.2 重金屬離子和工業(yè)有機(jī)染料吸附
        1.3.3 多相催化
        1.3.4 光電材料
        1.3.5 超級電容器和鋰金屬電池
    1.4 阻燃聚合物/COFs納米復(fù)合材料制備可行性分析
    1.5 COFs基鋰離子電池隔膜制備可行性分析
    1.6 本論文研究意義、思路和內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究思路和內(nèi)容
第二章 COFs納米片制備及其納米復(fù)合材料性能及阻燃機(jī)理研究
    2.1 三聚氰胺/鄰苯二甲醛基共價有機(jī)骨架(COFs)納米片的制備及其熱塑性聚氨酯彈性體納米復(fù)合材料阻燃和機(jī)械性能研究
        2.1.1 引言
        2.1.2 實驗部分
        2.1.3 結(jié)果與討論
        2.1.4 本節(jié)小結(jié)
    2.2 COFs納米片制備新方法及其作為高聚物納米填料的優(yōu)勢研究
        2.2.1 引言
        2.2.2 實驗部分
        2.2.3 結(jié)果與討論
        2.2.4 本節(jié)小結(jié)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 非共價鍵修飾COFs納米片的制備及其納米復(fù)合材料性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 COFs和mCOFs納米片的制備
        3.2.3 殼聚糖/mCOFs納米復(fù)合膜的制備
        3.2.4 儀器與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 COFs和mCOFs納米片的表征
        3.3.2 殼聚糖及其納米復(fù)合膜的氫鍵相互作用
        3.3.3 殼聚糖及其納米復(fù)合膜的斷面表征
        3.3.4 殼聚糖及其納米復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性能
        3.3.5 殼聚糖及其納米復(fù)合膜的機(jī)械性能
        3.3.6 殼聚糖及其納米復(fù)合膜的燃燒性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 阻燃劑接枝改性COFs納米片的制備及其納米復(fù)合材料阻燃及阻燃機(jī)理研究
    4.1 阻燃劑包裹的COFs納米片的制備及其環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的火災(zāi)危險性研究
        4.1.1 引言
        4.1.2 實驗部分
        4.1.3 結(jié)果與討論
        4.1.4 本節(jié)小結(jié)
    4.2 本質(zhì)阻燃COFs納米片的制備及其環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料阻燃性能研究
        4.2.1 引言
        4.2.2 實驗部分
        4.2.3 結(jié)果與討論
        4.2.4 本節(jié)小結(jié)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 金屬氧化物/COFs納米雜化物的制備及其復(fù)合材料阻燃和煙氣毒性研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 COFs和Co₃O₄/COFs納米雜化物的制備
        5.2.3 PP復(fù)合材料的制備
        5.2.4 儀器與表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 COFs和Co₃O₄/COFs納米雜化物的表征
        5.3.2 PP及其復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性
        5.3.3 PP及其復(fù)合材料的斷面表征
        5.3.4 PP及其復(fù)合材料的燃燒和燃燒煙氣抑制性能
        5.3.5 PP及其復(fù)合材料的熱解
    5.4 本章小結(jié)
第六章 COFs基鋰電池隔膜的制備及其鋰電池電化學(xué)性能和安全性能研究
    6.1 COFs/聚烯烴微孔復(fù)合膜的制備及性能研究
        6.1.1 引言
        6.1.2 實驗部分
        6.1.3 結(jié)果與討論
        6.1.4 本節(jié)小結(jié)
    6.2 超支化含磷阻燃劑改性COFs/聚烯烴微孔復(fù)合膜制備及性能研究
        6.2.1 引言
        6.2.2 實驗部分
        6.2.3 結(jié)果與討論
        6.2.4 本節(jié)小結(jié)
    6.3 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)、創(chuàng)新之處及進(jìn)一步工作進(jìn)展
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 本論文的創(chuàng)新之處
    7.3 論文的不足
    7.4 論文的進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：3739348