發(fā)布時(shí)間：2017-04-26 13:00

  本文關(guān)鍵詞：超交聯(lián)微孔聚合物的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有機(jī)微孔聚合物材料具備有非常多的分子尺寸級(jí)別的開(kāi)放孔道、相對(duì)而言較高的比表面積、大的孔體積、大的氣體吸附量和高的對(duì)不同氣體選擇吸附性能等優(yōu)勢(shì),多應(yīng)用于氣體小分子存儲(chǔ)、電化學(xué)、氣體吸附分離、分子篩等諸多領(lǐng)域。有機(jī)微孔材料根據(jù)其分子組成結(jié)構(gòu)的不同,可將其分為四種自具微孔聚合物(PIMs)、共軛微孔聚合物(CMPs)、共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)(COFs)、超交聯(lián)微孔聚合物(HCPs);與其它材料相比,超交聯(lián)微孔聚合物材料在孔隙大小分布和孔隙大小方面控制更加困難,微孔和空氣之間的相對(duì)作用力較低,因而具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,同時(shí)其容易通過(guò)表面修飾的方式而引入特殊的官能團(tuán)對(duì)聚合物分子進(jìn)行表面修飾改性,從而制備出各種功能化的材料,很好的拓展了其在實(shí)際應(yīng)用中的范圍。然而,到目前為止,除了已經(jīng)報(bào)道的選用四苯基甲烷、噻吩等單體制備出的聚合物以外,大家對(duì)于超交聯(lián)微孔聚合物的分子組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系依然處于研究中。 為了進(jìn)一步深化對(duì)超交聯(lián)微孔聚合物的理解,本文分別采用苯、聯(lián)苯、三苯胺、四苯基乙二醇等四個(gè)系列單體反應(yīng)制備微孔聚合物,通過(guò)改變反應(yīng)制備路線、合理的分子設(shè)計(jì)和不同單體的選擇,制備出一系列新型的具有吸附性能的HCPs,通過(guò)多種測(cè)試方法表征其性能,結(jié)合計(jì)算機(jī)的模擬技術(shù)和理論計(jì)算深入研究聚合物的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響。通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn),選用二甲氧基甲烷(FDA)做交聯(lián)劑和無(wú)水FeCl3做催化劑的傅-克烷基化反應(yīng)(Friedel-Crafts, F-C),這種一步式的制備方法簡(jiǎn)便易于操作、副產(chǎn)物少,是比較理想的制備方法。制備出的HCPs隨著分子鏈的不斷支化,分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度加深,微孔結(jié)構(gòu)越來(lái)越多,同時(shí)由于分子鏈的柔韌性其可以隨著分子鏈的扭曲使的大孔結(jié)構(gòu)不斷減少,從而微孔結(jié)構(gòu)增多。制備出的聚合物隨著其比表面積和吸附熱的變化,聚合物對(duì)二氧化碳、氫氣等氣體小分子的吸附量也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,其中由純四苯基乙烯合成的微孔聚合物Network-1顯示出BET比表面積高達(dá)1980m2/g和高的二氧化碳吸收量為3.63mmol/g(1.0bar/273K)；而由純四苯基乙二醇合成的微孔聚合物Network-7雖然比表面積和對(duì)CO2的吸附量都不高,但卻顯示出高達(dá)119:1的CO2/N2選擇吸附比,一系列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明HCPs的分子物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)于它的性能有著決定性的影響。 該制備路線操作簡(jiǎn)便、原料廉價(jià)、副產(chǎn)物少,選用不同類型的芳香族單體制備出的HCPs具有良好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性,且這些聚合物具均有較高的比表面積、良好的二氧化碳吸附能力、優(yōu)異的氣體選擇吸附性等,基于這些優(yōu)勢(shì)這些聚合物在氫氣、二氧化碳吸附和存儲(chǔ)方面具有很大的潛力,該研究對(duì)多孔材料的進(jìn)一步研究和發(fā)展具有重要的實(shí)際意義和理論價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：微孔材料 超交聯(lián)微孔聚合物 二氧化碳 選擇吸附性
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O631.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-21
• 1.1 微孔聚合物的研究進(jìn)展10-14
• 1.1.1 自聚微孔聚合物10-11
• 1.1.2 共價(jià)有機(jī)網(wǎng)絡(luò)11-12
• 1.1.3 共軛微孔聚合物12-13
• 1.1.4 超交聯(lián)微孔聚合物13-14
• 1.2 超交聯(lián)微孔聚合物的制備14-17
• 1.2.1 后交聯(lián)法制備超交聯(lián)聚合物15-16
• 1.2.2 一步式法制備超交聯(lián)聚合物16-17
• 1.3 超交聯(lián)微孔聚合物的應(yīng)用17-19
• 1.3.1 氣體存儲(chǔ)材料17
• 1.3.2 二氧化碳吸附與存儲(chǔ)17-18
• 1.3.3 光學(xué)材料18-19
• 1.3.4 低介電常數(shù)材料19
• 1.4 論文研究目的及主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 單苯環(huán)結(jié)構(gòu)HCPs的合成及性能研究21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料21-22
• 2.2.2 單苯環(huán)結(jié)構(gòu)超交聯(lián)微孔聚合物的合成22-24
• 2.2.3 儀器表征24-25
• 2.3 結(jié)果與討論25-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)HCPs的合成及性能研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料31-32
• 3.2.2 雙苯環(huán)結(jié)構(gòu)超交聯(lián)微孔聚合物的合成32-35
• 3.2.3 儀器表征35
• 3.3 結(jié)果與討論35-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第4章 三苯環(huán)結(jié)構(gòu)HCPs的合成及性能研究45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料45-46
• 4.2.2 三苯環(huán)結(jié)構(gòu)超交聯(lián)微孔聚合物的合成46-49
• 4.2.3 儀器表征及方法49-50
• 4.3 結(jié)果與討論50-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第5章 四苯環(huán)結(jié)構(gòu)HCPs的合成及性能研究57-73
• 5.1 引言57
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分57-61
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料57-58
• 5.2.2 四苯環(huán)結(jié)構(gòu)超交聯(lián)微孔聚合物的合成58-59
• 5.2.3 儀器表征59-61
• 5.3 結(jié)果與討論61-70
• 5.4 本章小結(jié)70-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 梁麗蕓;李步怡;陳冰;周壁;陳可平;譚必恩;;多孔聚合物貯氫材料的研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2008年10期

2 徐叔軍;梁麗蕓;李步怡;羅亞莉;劉承美;譚必恩;;有機(jī)微孔聚合物研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年10期

  本文關(guān)鍵詞：超交聯(lián)微孔聚合物的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：328468