本文關鍵詞：新型離子有機聚合物的合成和應用

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【摘要】：本研究將離子液體的靈活性和框架材料優(yōu)良的結構特性相結合,提出設計制備具有多重CO_2吸附、催化轉化功能的離子有機聚合物。研究這些聚合物對CO_2的吸附、催化轉化性能以及偶氮鍵的存在對CO_2/N_2的選擇性。主要研究內(nèi)容及成果如下:1、為制備的材料有更大的自由體積、孔隙度、比表面積和更高的CO_2吸附量,設計合成了五種具有立體結構的有機單體:四苯甲烷、四(4-溴苯)甲烷、四(4-甲�；�)甲烷、四(4-硝基苯)甲烷、四(4-氨基苯)甲烷。含氮豐富的聚合物有更高的CO_2的吸附量,因此我們合成了含氮豐富的[4-(4-吡啶)]卟啉與4,4′,5,5′-四硝基-2,2′-二-1H-聯(lián)咪唑兩種有機單體。2、根據(jù)離子液體功能結構的多樣性和靈活性,對CO_2具有吸附、催化功能。本文設計合成了離子單體的陽離子部分含鹵素、腈基、硝基官能團的化合物:1,3-二-(4-溴基苯基)咪唑氯、1,3-二-(4-腈基苯基)咪唑氯、1,3-二-(4-硝基芐基)咪唑溴/氯。3、從制備的單體中選取了部分單體制備了三類不同的材料:(1)用[4-(4-吡啶)]卟啉與1,3-二-(4-溴基苯基)咪唑氯聚合生成包含咪唑和卟啉的離子有機聚合物[poly(porphyrin and imidazole-based)complex](PPIC)。用紅外(IR)、X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能譜(EDS)、物理吸附(BET)對材料進行了表征與研究,并對材料PPIC的CO_2的吸附量、催化CO_2的性能進行了研究。(2)用溴乙胺氫溴酸鹽季銨化的[4-(4-吡啶)]卟啉與4,4′,5,5′-四硝基-2,2′-二-1H-聯(lián)咪唑通過氨基和硝基的縮合反應生成包含卟啉和聯(lián)咪唑的離子有機聚合物[poly(porphyrin and 2,2’-biimidazole-based)complex](PPBIC)PPBIC-Br,用KPF6進行陰離子交換生成PPBIC-PF6。用IR、SEM、EDS進行表征與研究,并對PPBIC的CO_2的吸附量、CO_2/N2的選擇性、催化CO_2的性能進行了研究。(3)用溴乙胺氫溴酸鹽季銨化的[4-(4-吡啶)]卟啉與四(4-氨基苯)甲烷通過氨基和硝基縮合反應生成含有卟啉和苯的離子有機聚合物[poly(porphyrin and benzene-based)complex](PPBC)PPBC-Br,用KPF6進行陰離子交換生成PPBC-PF6。用IR、SEM、EDS進行表征與研究,并對PPBC的CO_2的吸附量、CO_2/N2的選擇性、催化CO_2的性能進行了研究。
【關鍵詞】：離子聚合物 CO_2 吸附 選擇性 催化
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X773;O631
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 前言9-16
• 1.1 CO_2捕集的研究進展9-13
• 1.2 離子聚合物的研究進展13-14
• 1.3 選題目標和依據(jù)14-16
• 第二章 有機單體的合成16-33
• 2.1 設計原理16
• 2.2 實驗部分16-32
• 2.2.1 有機單體合成路線16-17
• 2.2.2 合成方法17-19
• 2.2.3 結構表征19-32
• 2.3 本章小結32-33
• 第三章 離子單體的合成33-41
• 3.1 設計原理33
• 3.2 實驗部分33-40
• 3.2.1 離子單體合成路線33
• 3.2.2 合成方法33-34
• 3.2.3 結構表征34-40
• 3.3 本章小結40-41
• 第四章 材料PPIC的合成、表征、性質(zhì)41-47
• 4.1 設計原理41
• 4.2 實驗部分41-46
• 4.2.1 材料PPIC的合成41
• 4.2.2 材料PPIC的CO_2吸附測試41-42
• 4.2.3 材料PPIC的表征42-45
• 4.2.4 材料PPIC的CO_2吸附分析45
• 4.2.5 材料PPIC的催化轉化CO_2分析45-46
• 4.3 本章小結46-47
• 第五章 材料PPBIC與PPBC的合成、表征、性質(zhì)47-58
• 5.1 設計原理47
• 5.2 實驗部分47-57
• 5.2.1 材料PPBIC的合成47-48
• 5.2.2 材料PPBIC的表征與性質(zhì)48-51
• 5.2.3 材料PPBC的合成51-52
• 5.2.4 材料PPBC的表征與性質(zhì)52-55
• 5.2.5 材料PPBIC與PPBC的N_2吸附分析55-56
• 5.2.6 材料PPBIC與PPBC的催化轉化CO_2分析56-57
• 5.3 本章小結57-58
• 第六章 結論58-60
• 參考文獻60-66
• 附錄：儀器和測試方法66-68
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明68-69
• 致謝69-70

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本文編號：1009303