本文選題：多孔有機(jī)高分子 + 二茂鐵��； 參考：《湖南科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,因?yàn)槎嗫赘叻肿硬牧显跉怏w的存儲(chǔ)和分離等方面具有潛在的應(yīng)用前景,基于”Bottom-Up”合成新型多孔有機(jī)高分子材料得到廣泛關(guān)注對(duì)于新能源的開發(fā),緩解溫室效應(yīng)有重要的意義。本文以采用二茂鐵單元為鏈接單體一步法合成金屬多孔聚合物(Metal-containing Porous Organic Polymers)高分子材料,目的在于探索有機(jī)多孔高分子材料的結(jié)構(gòu)多樣性、聚合反應(yīng)的多樣性、材料穩(wěn)定性、孔隙率以及其在與能源和環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用,并對(duì)材料進(jìn)行了基本的表征及相關(guān)性質(zhì)的研究。1.以“三明治”結(jié)構(gòu)1,1’-二茂鐵二甲醛和氮摻雜程度不同的間二胺單體為基礎(chǔ),成功實(shí)現(xiàn)醛胺脫水縮合得到了新型的二茂鐵基多孔聚合物(MPOPs)。采用氣體吸附儀測(cè)試了微孔孔隙率及其H2、CO_2、CH4吸附性能分析,表明以二茂鐵為構(gòu)筑單元明顯提高材料的孔隙率(BET比表面積與孔體積)。MPOPs表現(xiàn)出優(yōu)越的CO_2吸附性能,MPOP-3對(duì)二氧化碳的吸附值達(dá)到14.8wt%(273K/1bar),且MPOP-1和MPOP-2分別達(dá)到11.6wt%和10.4wt%,超過了絕大多數(shù)的有機(jī)多孔聚合物材料。MPOP-1表現(xiàn)出優(yōu)秀的氣體選擇性吸附,即S(CO_2/CH4)和S(CO_2/N2)為5.95和40.2(273K/1bar)。氮摻雜高的聚合物,其單位微孔比表面積對(duì)CO_2吸附量大。MPOPs中含有大量的C=N和鐵元素能極大地提高對(duì)CO_2的吸附能力。2.以1,1’-二溴二茂鐵和共軛程度不同的芳香端位炔基為基礎(chǔ),成功實(shí)現(xiàn)通過Sonogashrira偶聯(lián)反應(yīng)制備了新型的磁性二茂鐵基共軛微孔聚合物(MF-CMP-1與MF-CMP-2)。隨后,對(duì)材料進(jìn)行了基本的表征及相關(guān)性質(zhì)的研究。MF-CMPs材料表現(xiàn)出優(yōu)秀的孔隙率,MF-CMP-1與MF-CMP-2的BET比表面積分別達(dá)519m2/g與356 m2/g,孔體積分別為0.57cm3/g與0.4 cm3/g。MF-CMP-1的CO_2飽和吸附值為1.45mmol/g(6wt%,273K/1bar),CO_2的吸附焓為27.2k J/mol,且CO_2對(duì)CH4的選擇吸附性值為4.35。磁響應(yīng)研究表明,共軛程度大的飽和磁化率高。MF-CMP-1與MF-CMP-2的飽和磁化率分別為0.805emu/g與2.41 emu/g。磁性多孔高分子材料將在工業(yè)廢水吸附處理及快速磁分離等領(lǐng)域存在潛在的價(jià)值。3.以具有含氮富電子平面大環(huán)卟啉為中心單體與二茂鐵二甲醛鏈接單體制備層狀磁性二茂鐵基亞胺共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)(FMI-CON),對(duì)材料采用TGA、FIIR、13C CP/MAS NMR、XPS、TGA、SEM、HR-TEM及氣體吸脫附等手段進(jìn)行了表征。HR-TEM圖片表明,FMI-CON顯示出納米級(jí)別的層狀結(jié)構(gòu)。FIM-CON的BET比表面積為602m2/g,孔體積為0.4 cm3/g。其中,微孔面積與微孔體積分別為263m2/g和0.12 cm3/g。FMI-CON材料的CO_2與CH4的飽和吸附值分別為11.2wt%與1.11wt%(273K/1bar),CO_2對(duì)CH4的選擇吸附性值為4.97,CO_2對(duì)N2的選擇吸附性值為27.98。磁響應(yīng)研究表明,FMI-CON材料的飽和磁化率為1.82 emu/g。
[Abstract]:In recent years, due to the potential applications of porous polymer materials in gas storage and separation, the synthesis of new porous organic polymer materials based on "Bottom-Up" has received extensive attention for the development of new energy sources. Relieving Greenhouse Effect is of great significance. In this paper, metal porous polymer Metal-containing Porous Organic Polymers) polymer materials were synthesized by one-step method using ferrocene unit as linked monomer. The purpose of this study was to explore the structural diversity, polymerization diversity and material stability of organic porous polymer materials. Porosity and its applications in energy and environment related fields, and the basic characterization and properties of the materials were studied. A novel ferrocenyl porous polymer (MPOPsN) was successfully obtained by dehydration condensation of aldehydes based on "sandwich" structure (1), ferrocene-ferrocene (1) -ferrocene diformaldehyde and m-diamine monomer with different degree of nitrogen doping. The micropore porosity and the adsorption properties of H _ 2O _ 2C _ 2CH _ 4 were measured by gas adsorption apparatus. The results showed that ferrocene was used as the building unit to improve the porosity of the material obviously. The specific surface area and pore volume of the material showed excellent CO_2 adsorption performance. The adsorption value of carbon dioxide by MPOP-3 reached 14.8 wtcm / 1 barge, and the MPOP-1 and MPOP-2 reached 11.6wt% and 10.4wtrespectively, which exceeded the absolute value. Most organic porous polymer materials. MPOP-1 exhibit excellent gas selective adsorption. This is 5.95 and 40.2 / 273K / 1 / 1 / 1 / 1 of S / CO _ 2 / Ch _ 4 and S _ CO _ 2 / N _ 2 respectively. When the nitrogen doped polymer has high specific surface area, the adsorption capacity of CO_2 can be greatly improved by the large amount of Con N and Fe elements in the adsorbed amount of Con N and Fe in the polymer with large specific surface area per unit micropore. A novel magnetic ferrocenyl conjugated microporous polymer, MF-CMP-1 and MF-CMP-2N, was successfully prepared by Sonogashrira coupling reaction based on 1hlb-dibromoferrocenyl ferrocene and aromatic terminal alkynyl groups with different conjugation degree. Then, The basic characterization and related properties of MF-CMPs were studied. MF-CMPs showed excellent porosity. The specific surface area of MF-CMP-1 and MF-CMP-2 was 519m2/g and 356m2 / g, respectively, and the saturated adsorption value of CO_2 with pore volume of 0.57cm3/g and 0.4 cm3/g.MF-CMP-1 was 1.45 mmol / g and 0.4 cm3/g.MF-CMP-1, respectively. The adsorption enthalpy of MF-CMP-1 and MF-CMP-2 was 273K / 1 Barco _ 2. It is 27.2kJ / mol, and the selective adsorption of CH4 by CO_2 is 4.35. The results of magnetic response show that the saturation susceptibility of MF-CMP-1 and MF-CMP-2 with high conjugation degree is 0.805emu/g and 2.41 emu / g, respectively. Magnetic porous polymer materials will have potential value in industrial wastewater adsorption treatment and rapid magnetic separation. The layered magnetic ferrocenyl imide covalent organic network (FMI-CON) was prepared by using nitrogen-rich electron plane macrocyclic porphyrin as the central monomer and ferrocene diformaldehyde linked monomer. The material was characterized by TGA FIIR13C CP/MAS NMRX XPSN TGA TGA Sem HR-TEM and gas desorption. HR-TEM images show that FMI-CON shows a nanoscale layered structure. FIM-CON has a BET surface area of 602m2 / g and a pore volume of 0.4 cm ~ 3 / g. The saturated adsorption values of CO_2 and CH4 for 263m2/g and 0.12 cm3/g.FMI-CON materials are 11.2wt% and 1.11wt%, respectively. The selective adsorbability of CH4 for CO2 is 4.97% and 27.98wt% for N2, respectively. The magnetic response shows that the saturation susceptibility of FMI-CON is 1.82 emu / g.
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O634

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本文編號(hào)：1897319