本文選題：共軛微孔聚合物　切入點(diǎn)：鋰離子電池　出處：《蘭州理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：共軛微孔聚合物(CMP)是一種比表面積大、多孔結(jié)構(gòu)可調(diào)和化學(xué)穩(wěn)定性良好的微孔有機(jī)聚合物(MOP),而且在超級(jí)電容器、催化、氣體吸附和儲(chǔ)存等方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。與常見(jiàn)的多孔材料不同的是,可以通過(guò)改變構(gòu)成CMP網(wǎng)絡(luò)的單體來(lái)調(diào)節(jié)CMP的孔結(jié)構(gòu)和形貌。利用1,3,5-三乙炔基苯和1,5-二溴萘作單體,在Pd(0)/Cu(I)的催化下通過(guò)Sonogashira-Hagihara交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成的CMP,具有獨(dú)特的管狀結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu)。由于管狀CMP三維相互連接的碳骨架,即使經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤馊匀豢梢粤己玫木S持管狀結(jié)構(gòu),所以由管狀CMP作為前驅(qū)體,將其直接熱解可以獲得多孔炭納米管(PCNT)。CMP具有眾多的活性位點(diǎn)(C≡C),有利于鍵合金屬離子,從而可以進(jìn)一步將Mn O填充至PCNT中,獲得Mn O與PCNT的復(fù)合材料(Mn O-PCNT)。通過(guò)SEM、TEM、TEM-EDX元素分布及比表面積測(cè)試,證明了Mn O納米粒子進(jìn)入至PCNT中,形成了一種良好的復(fù)合材料,進(jìn)一步通過(guò)電化學(xué)性能測(cè)試,在30 C的高倍率下Mn O-PCNT的比容量為161 m Ah·g~(-1),在1 C倍率下循環(huán)300次比容量仍高達(dá)573 m Ah·g~(-1),結(jié)果表明Mn O-PCNT具有良好的倍率性能和穩(wěn)定的循環(huán)性能。利用1,3,5-三乙炔基苯和雙(4-溴苯基)胺在Pd(0)作催化劑下經(jīng)過(guò)Sonogashira-Hagihara交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成了含氮共軛微孔聚合物(NCMP)。由于NCMP的剛性結(jié)構(gòu),使其具有良好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性,將NCMP直接高溫?zé)峤猥@得的含氮多孔炭納米顆粒(NPCN),其粒徑和形貌都沒(méi)有發(fā)生改變。將NPCN用作鋰離子電池負(fù)極材料,通過(guò)電化學(xué)測(cè)試,表明NPCN的比容量比較低(~216.0m Ah·g~(-1))。通過(guò)用KOH對(duì)NPCN進(jìn)行活化,經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤獾玫交罨蟮暮嗫滋考{米顆粒(NPCN-KOH),其比表面積為1845 m~2·g~(-1),而NPCN的比表面積為418 m~2·g~(-1),NPCN-KOH的比表面積顯著增大。NPCN-KOH在1C倍率下經(jīng)過(guò)600次循環(huán)之后充電比容量為527 m Ah·g~(-1),具有良好的循環(huán)性能,容量保持率高達(dá)97.6%。在合成CMP的過(guò)程中反應(yīng)溶劑不僅對(duì)材料的孔結(jié)構(gòu)有重要影響,而且能夠影響CMP的形貌,利用甲苯和1,4-二氧六環(huán)作溶劑、1,3,5-三乙炔基苯和雙(4-溴苯基)胺作單體,合成了兩種NCMP,通過(guò)掃描電鏡和比表面積表征發(fā)現(xiàn)這兩種材料形貌不同,而且孔結(jié)構(gòu)也不同,進(jìn)而影響了其電化學(xué)性能。
[Abstract]:Conjugated microporous polymer (CMP) is a kind of microporous organic polymer with large specific surface area, porous structure and good chemical stability. It has been widely used in supercapacitors, catalysis, gas adsorption and storage.In contrast to common porous materials, the pore structure and morphology of CMP can be adjusted by changing the monomer that forms the CMP network.CMP synthesized by Sonogashira-Hagihara cross-coupling reaction catalyzed by PD _ 0 / Cu ~ (2 +) was prepared by using 1 ~ (3) C ~ (3 +) -triacetylbenzene and 1 ~ (5) -dibromonaphthalene as monomers. It has a unique tubular structure and porous structure.Because of the tubular CMP three-dimensional interconnected carbon skeleton, even after high temperature pyrolysis can maintain a good tubular structure, so the tubular CMP as the precursor,It can be obtained that the porous carbon nanotubes PCNTN. CMP have many active sites, such as C 鈮，

本文編號(hào)：1700996