功能化多孔芳香骨架的設(shè)計(jì)制備及對水體污染物吸附研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-22 04:05
目前,水污染問題日益嚴(yán)峻,排放到水體中的污染物正威脅著人類的生存。開發(fā)新型的吸附劑以高效去除水體中污染物的研究具有重要的價(jià)值。多孔芳香骨架(PAFs)是一類有巨大應(yīng)用前景的吸附劑材料,具有超高的比表面積、優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性以及獨(dú)特的孔徑結(jié)構(gòu),在去除水體污染物方面已展示出巨大的潛力。但是,PAFs在應(yīng)用中存在以下問題:1)大部分的PAFs是粉末狀聚合物,在應(yīng)用中存在難以回收的問題;2)微孔結(jié)構(gòu)的PAFs不利于分離去除尺寸較大的污染物;3)裸的PAFs骨架上缺少合適的官能團(tuán),影響其對污染物的吸附選擇性。針對上述問題,本論文從PAFs材料的功能化入手,通過合理的設(shè)計(jì),制備功能化的PAFs,以實(shí)現(xiàn):1)增強(qiáng)PAFs的可操作性;2)改善PAFs的孔結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)其對大尺寸污染物的吸附性能;3)提高PAFs的吸附選擇性。本文結(jié)合功能化單體的合成,采用Suzuki偶聯(lián)反應(yīng),制備出一系列功能化的PAFs,系統(tǒng)地研究了其對酚類物質(zhì)、有機(jī)染料污染物的吸附性能。具體研究內(nèi)容如下:(1)為了克服粉末狀的PAFs難以回收利用的問題,在第一體系研究中,將磁性納米顆粒的磁分離性能融入到PAFs材料中,通過一步Suz...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 多孔材料的發(fā)展
1.3 純無機(jī)多孔材料—沸石分子篩
1.4 有機(jī)-無機(jī)雜化多孔材料MOFs
1.5 多孔有機(jī)材料
1.5.1 超交聯(lián)聚合物(HCPs)
1.5.2 固有微孔聚合物(PIMs)
1.5.3 共價(jià)有機(jī)骨架(COFs)
1.5.4 共軛微孔聚合物(CMPs)
1.5.5 共價(jià)三嗪骨架(CTFs)
1.5.6 多孔芳香骨架(PAFs)
1.6 多孔芳香骨架的應(yīng)用
1.6.1 氣體吸附
1.6.2 吸附有機(jī)小分子
1.6.3 吸附金屬離子
1.6.4 催化
1.6.5 去除水體污染物
1.7 選題的意義
第二章 磁性多孔芳香骨架的設(shè)計(jì)制備用于快速高效去除水體中有機(jī)污染物
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 儀器
2.2.2 試劑
2.2.3 表征方法
2.2.4 Fe_3O_4-PAF的合成
2.2.5 吸附動力學(xué)研究
2.2.6 吸附等溫線研究
2.2.7 實(shí)際適用性研究
2.2.8 再生與重復(fù)使用性
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 Fe_3O_4-PAF的表征
2.3.2 吸附動力學(xué)研究
2.3.3 吸附等溫線研究
2.3.4 影響Fe_3O_4-PAF吸附能力的因素
2.3.5 再生與重復(fù)使用性
2.4 本章小結(jié)
第三章 分級孔徑結(jié)構(gòu)陽離子型多孔芳香骨架高效選擇性去除水體中陰離子型染料
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 儀器
3.2.2 試劑
3.2.3 儀器表征
3.2.4 PAF-CH_2N(CH_3)_3I的合成
3.2.5 吸附動力學(xué)研究
3.2.6 吸附等溫線研究
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 雙Wulff型苯硼酸酯的合成
3.3.2 合成PAFs的表征
3.3.3 吸附動力學(xué)研究
3.3.4 吸附等溫線研究
3.3.5 再生與可重復(fù)使用性
3.4 本章小結(jié)
第四章 羧基功能化多孔芳香骨架高效選擇性去除水體中陽離子型染料
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 儀器
4.2.2 試劑
4.2.3 儀器表征
4.2.4 PAF-COOH的合成
4.2.5 吸附動力學(xué)研究
4.2.6 吸附等溫線研究
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 模型反應(yīng)產(chǎn)物表征
4.3.2 合成PAFs的表征
4.3.3 吸附等溫線研究
4.3.4 吸附動力學(xué)研究
4.3.5 再生與可重復(fù)使用性
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]The synthesis of polymers of intrinsic microporosity(PIMs)[J]. Neil B.McKeown. Science China(Chemistry). 2017(08)
[2]Enhanced dechlorination of 2,4-dichlorophenol by recoverable Ni/Fe–Fe3O4 nanocomposites[J]. Cancan Xu,Rui Liu,Lvjun Chen,Jialu Tang. Journal of Environmental Sciences. 2016(10)
[3]具有刺激響應(yīng)吸附性能的多孔芳香骨架的目標(biāo)合成(英文)[J]. 袁榮榮,任浩,賀鴻明,江令昌,朱廣山. Science China Materials. 2015(01)
本文編號:3200946
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 多孔材料的發(fā)展
1.3 純無機(jī)多孔材料—沸石分子篩
1.4 有機(jī)-無機(jī)雜化多孔材料MOFs
1.5 多孔有機(jī)材料
1.5.1 超交聯(lián)聚合物(HCPs)
1.5.2 固有微孔聚合物(PIMs)
1.5.3 共價(jià)有機(jī)骨架(COFs)
1.5.4 共軛微孔聚合物(CMPs)
1.5.5 共價(jià)三嗪骨架(CTFs)
1.5.6 多孔芳香骨架(PAFs)
1.6 多孔芳香骨架的應(yīng)用
1.6.1 氣體吸附
1.6.2 吸附有機(jī)小分子
1.6.3 吸附金屬離子
1.6.4 催化
1.6.5 去除水體污染物
1.7 選題的意義
第二章 磁性多孔芳香骨架的設(shè)計(jì)制備用于快速高效去除水體中有機(jī)污染物
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 儀器
2.2.2 試劑
2.2.3 表征方法
2.2.4 Fe_3O_4-PAF的合成
2.2.5 吸附動力學(xué)研究
2.2.6 吸附等溫線研究
2.2.7 實(shí)際適用性研究
2.2.8 再生與重復(fù)使用性
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 Fe_3O_4-PAF的表征
2.3.2 吸附動力學(xué)研究
2.3.3 吸附等溫線研究
2.3.4 影響Fe_3O_4-PAF吸附能力的因素
2.3.5 再生與重復(fù)使用性
2.4 本章小結(jié)
第三章 分級孔徑結(jié)構(gòu)陽離子型多孔芳香骨架高效選擇性去除水體中陰離子型染料
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 儀器
3.2.2 試劑
3.2.3 儀器表征
3.2.4 PAF-CH_2N(CH_3)_3I的合成
3.2.5 吸附動力學(xué)研究
3.2.6 吸附等溫線研究
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 雙Wulff型苯硼酸酯的合成
3.3.2 合成PAFs的表征
3.3.3 吸附動力學(xué)研究
3.3.4 吸附等溫線研究
3.3.5 再生與可重復(fù)使用性
3.4 本章小結(jié)
第四章 羧基功能化多孔芳香骨架高效選擇性去除水體中陽離子型染料
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 儀器
4.2.2 試劑
4.2.3 儀器表征
4.2.4 PAF-COOH的合成
4.2.5 吸附動力學(xué)研究
4.2.6 吸附等溫線研究
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 模型反應(yīng)產(chǎn)物表征
4.3.2 合成PAFs的表征
4.3.3 吸附等溫線研究
4.3.4 吸附動力學(xué)研究
4.3.5 再生與可重復(fù)使用性
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的主要科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]The synthesis of polymers of intrinsic microporosity(PIMs)[J]. Neil B.McKeown. Science China(Chemistry). 2017(08)
[2]Enhanced dechlorination of 2,4-dichlorophenol by recoverable Ni/Fe–Fe3O4 nanocomposites[J]. Cancan Xu,Rui Liu,Lvjun Chen,Jialu Tang. Journal of Environmental Sciences. 2016(10)
[3]具有刺激響應(yīng)吸附性能的多孔芳香骨架的目標(biāo)合成(英文)[J]. 袁榮榮,任浩,賀鴻明,江令昌,朱廣山. Science China Materials. 2015(01)
本文編號:3200946
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