微孔有機(jī)聚合物（MOPs）是一類具有永久性孔結(jié)構(gòu)的新型固體吸附材料,由于其具有高比表面積（Brunauer-Emmett Teller,BET）、低骨架密度、耐酸堿、高的物理化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),常用于氣體分離、電化學(xué)、氣體儲(chǔ)存、催化等領(lǐng)域。多孔有機(jī)聚合物的合成方式多種多樣,并且孔徑可調(diào),易用官能團(tuán)進(jìn)行修飾,因此,在應(yīng)用時(shí)常常比其他各類固體吸附材料更有優(yōu)勢(shì)。雖然MOPs具有以上一系列的優(yōu)點(diǎn),但是其工業(yè)化廣泛應(yīng)用卻仍需進(jìn)一步提高。原因是合成MOPs大多需要價(jià)格高昂的金屬催化劑,或者需要高溫高壓等苛刻的實(shí)驗(yàn)條件,不利于工業(yè)化批量生產(chǎn),使其在實(shí)際應(yīng)用方面受到了很大的限制。放射性碘¹²⁹I和¹³¹I來(lái)源于核廢物和放射性醫(yī)學(xué)診斷廢物,其揮發(fā)性極強(qiáng),具有很長(zhǎng)的半衰期,一旦攝入人體,就有致畸和致癌風(fēng)險(xiǎn),因此,吸附和分離這類高危物質(zhì)一直是科學(xué)界的難題。研究證明,在聚合物網(wǎng)絡(luò)中引入富電子基團(tuán)可以增加多孔材料對(duì)碘的親和力,因此,在本文中,制備了一系列的富電子吲哚基多孔有機(jī)聚合物,應(yīng)用于揮發(fā)性碘單質(zhì)及其作為溶質(zhì)在有機(jī)溶液和水溶液中的捕獲和吸附,以期為在解決核工業(yè)放射性... 

【文章來(lái)源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

人工多孔材料的分類Fig.1.1Classificationofartificialporousmaterials

緒論31.3有機(jī)多孔聚合物1.3.1有機(jī)多孔聚合物的概述有機(jī)多孔聚合物，即多孔有機(jī)聚合物(POPs)，是材料科學(xué)界冉冉升起的明日之星，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)骨架多為輕元素(即C、H、B、O、N、F、S等)構(gòu)成，因而骨架密度較低，保證聚合物網(wǎng)絡(luò)有高的比表面積。(2)具有強(qiáng)健的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。大多數(shù)POPs的分解溫度在300oC以上，而且在分解溫度以前骨架保持穩(wěn)定不坍塌。耐強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，耐鹽，耐溶劑，在各種質(zhì)子和非質(zhì)子溶劑(如甲乙醇、NMP、DMF、甲苯、DMAC、DMSO、DCM、丙酮等)中均保持穩(wěn)定。(3)骨架具有極高的靈活性。POPs是由各種有機(jī)官能團(tuán)構(gòu)成，可剛可柔，可親水可疏水，相較于無(wú)機(jī)多孔骨架，更具有靈活性。(4)結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)可修飾性。有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)種類成千上萬(wàn)，可根據(jù)應(yīng)用需求有目的性地引入官能團(tuán)，然后聚合成任務(wù)特異性的POPs。也可以通過(guò)調(diào)控聚合物重復(fù)單元來(lái)控制聚合物的孔徑結(jié)構(gòu)，所以多孔有機(jī)聚合物相較于無(wú)機(jī)多孔材料，更容易設(shè)計(jì)和修飾。1.3.2有機(jī)多孔聚合物的應(yīng)用POPs因其種類多樣，且集諸多優(yōu)點(diǎn)于一身，例如具有多級(jí)孔徑分布、超輕的骨架密度、大的BET、強(qiáng)健的物理化學(xué)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣性、骨架易修飾等，常用于氣體的選擇性吸附、分離、儲(chǔ)存，多相催化，污水治理(重金屬離子、染料等污染物的吸附)，化學(xué)傳感器，電化學(xué)儲(chǔ)能，超級(jí)電容器等領(lǐng)域(如圖1.2)。圖1.2多孔有機(jī)聚合物的應(yīng)用Fig.1.2Applicationofporousorganicpolymer

加比表面積和調(diào)節(jié)孔徑等屬于常規(guī)的方法，而最近的研究發(fā)現(xiàn)，具有活性位點(diǎn)的微孔有機(jī)聚合物可以打破常規(guī)，即使具有低的比表面積也可以獲得較高的吸附量。在增加比表面積的研究方面，比較突出的是H.-C.Zhou課題組研究的超高BET材料PNN-4[20]，其BET高達(dá)6461m2/g，在77K，1bar條件下，PTNN-4的總CO2儲(chǔ)存量可達(dá)到2121mg/g，成為BET最高的有機(jī)多孔聚合物，并有希望成為用作CO2吸附的候選材料。通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物孔徑尺寸來(lái)調(diào)控CO2吸附效率和選擇性的典型代表是浙江大學(xué)的J.Hu課題組研究的MOF材料[Cu(dpt)2(SiF6)]n[21](如圖1.3)，通過(guò)調(diào)節(jié)出最合適的孔徑大小，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CO2吸附效果的優(yōu)化，在0.15bar和296K的條件下，CO2吸附量為3.56mmol/g并且達(dá)到了CO2/N2選擇性超過(guò)600的超高選擇性，有希望成為一種用于從空氣中分離CO2的多孔材料。圖1.3材料[Cu(dpt)2(SiF6)]n孔徑大小的調(diào)節(jié)Fig.1.3Material[Cu(dpt)2(SiF6)]nporesizeadjustment而近些年研究最火熱的提高POPs對(duì)CO2吸附效率的方式是引入對(duì)CO2有高親和力的基團(tuán)，如富電子雜環(huán)、富電子的芳香衍生物等，這些基團(tuán)的加入，能大幅降低骨

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國(guó)乏燃料后處理大廠建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J]. 李金英,石磊,胡彥濤.  核化學(xué)與放射化學(xué). 2011(04)
[2]關(guān)于我國(guó)核燃料后處理/再循環(huán)的一些思考（英文）[J]. 顧忠茂,柴之芳.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(07)
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本文編號(hào)：3213357