多孔離子有機(jī)網(wǎng)絡(luò)（PIONs）是一種功能化多孔有機(jī)聚合物,具有骨架密度低,化學(xué)穩(wěn)定性高,比表面積大,可調(diào)節(jié)性強(qiáng)且易于功能化等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)單元和離子基團(tuán)的種類,可以容易地對(duì)PIONs的化學(xué)性質(zhì),官能團(tuán)和活性位點(diǎn)進(jìn)行修飾。多孔離子有機(jī)網(wǎng)絡(luò)由于具有高電荷密度和靜電作用,在氣體存儲(chǔ)、水處理、催化、電化學(xué)等領(lǐng)域具有優(yōu)異性能。本論文的研究工作主要集中在多孔離子有機(jī)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、合成及其在吸附領(lǐng)域的應(yīng)用。主要包括以下內(nèi)容:一、合成咪唑基多孔超交聯(lián)離子有機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以2,4,5-三苯基咪唑?yàn)閱误w與外交聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng),使用不同的外交聯(lián)劑,通過(guò)傅克烷基化反應(yīng)制備了一系列咪唑基多孔超交聯(lián)聚合物（HCPs）�？捉Y(jié)構(gòu)分析表明HCPs均具有較高的比表面積、豐富的微孔性。在CO₂和染料吸附方面,為探究離子功能化吸附劑的優(yōu)勢(shì),將非離子化樣品與離子化樣品相對(duì)比。結(jié)果表明,離子化樣品骨架中含有豐富的咪唑基陽(yáng)離子,這增加了材料骨架與CO₂分子和陰離子染料之間的親和力,使吸附劑對(duì)CO₂分子和陰離子染料均具有較高的吸附量。HCPs對(duì)甲基橙的最大吸附容量為2587 ... 

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【部分圖文】：

含酞菁結(jié)構(gòu)的PIM

第1章緒論3圖1-2PIM-1的結(jié)構(gòu)模型圖1.2.2共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)(COFs)共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)(CovalentOrganicFrameworks,COFs)是一種通過(guò)強(qiáng)共價(jià)鍵連接有機(jī)結(jié)構(gòu)單元，形成的結(jié)晶性多孔有機(jī)聚合物。COFs骨架具有高度有序的結(jié)晶性結(jié)構(gòu)。COFs的結(jié)構(gòu)單元的多樣性和可功能化使其廣泛應(yīng)用于分離、充電鋰電池半導(dǎo)體和多相催化等領(lǐng)域[34]。Yaghi課題組[35]在2005年首次報(bào)道了合成COFs的研究工作，該課題組利用1,4-對(duì)苯二硼酸的自聚合反應(yīng)制備了一種結(jié)晶性的具有高比表面積的多孔有機(jī)聚合物COF-1(如圖1-3)。COFs的合成方法多樣，包括溶劑熱合成、機(jī)械研磨、離子熱合成等[36-39]。目前溶劑熱合成是合成COFs的主要方法，可通過(guò)硼酸脫水縮合與醛胺縮合反應(yīng)制備[40,41]。COFs聚合反應(yīng)的熱力學(xué)可逆性決定了其高結(jié)晶度。在構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中所產(chǎn)生的缺陷晶格，可以通過(guò)可逆反應(yīng)，不斷地自我完善和修復(fù)，最終獲得具有永久微孔的晶態(tài)聚合物。反應(yīng)溶劑的選擇極其重要，溶劑對(duì)單體的溶解性較差可以使可減慢逆縮合反應(yīng)速率，這樣才能促進(jìn)結(jié)晶COFs的有序生長(zhǎng)。隨著對(duì)COFs結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不斷探索和研究，將進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

COF-1的結(jié)構(gòu)


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