發(fā)布時間：2017-07-14 04:19

  本文關(guān)鍵詞：八乙烯基POSS的功能化及其雜化多孔材料的制備與性能的研究

  更多相關(guān)文章： 八乙烯基POSS 功能化 多孔聚合物 Friedel-Crafts反應(yīng) Heck反應(yīng)

【摘要】：籠型倍半硅氧烷(簡稱POSS)作為一類具有三維結(jié)構(gòu)、有機(jī)-無機(jī)雜化的納米分子,在雜化多孔材料研究上有著廣泛的應(yīng)用。但是,隨著研究的深入,已有POSS化合物已不能滿足許多應(yīng)用方面的要求,對其進(jìn)行功能化研究就顯得十分必要。盡管多種有機(jī)反應(yīng)已應(yīng)用于POSS的合成及功能化研究,但探索簡單、經(jīng)濟(jì)、高效的合成路線來制備新型的POSS單體,仍具有重要的科學(xué)價值和實(shí)際意義。另一方面,利用所合成的新型POSS單體來構(gòu)筑能滿足不同需要的雜化多孔聚合物,也是這個領(lǐng)域的一個重要的發(fā)展方向,具有重要的理論意義和實(shí)用價值。本論文就是圍繞以上兩個方面來開展研究的,具體內(nèi)容如下：1.以八乙烯基POSS、溴苯為原料,在無水三氯化鋁的催化下,進(jìn)行Friedel-Crafts烷基化反應(yīng),高效地合成出八溴苯乙基POSS (BrPh-POSS)。通過FT-IR、NMR、元素分析,對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并確定出了BrPh-POSS中鄰、對位取代部分所占的比例。在對其性質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn),BrPh-POSS在311 nm處具有較強(qiáng)的熒光發(fā)射；因結(jié)構(gòu)存在兩種取代方式,在紫外光譜上表現(xiàn)出兩組吸收峰(239、268 nm); TGA曲線證明八溴苯乙基POSS具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,其初始熱分解溫度(Td,5 wt%)達(dá)到410℃。2.再以合成的八溴苯乙基POSS作為原料,分別與八乙烯基POSS、四乙烯苯基硅烷進(jìn)行Heck偶聯(lián)反應(yīng),得到兩類交聯(lián)聚合物。其中,氮?dú)馕?脫附測試證明BrPh-POSS與八乙烯基POSS的反應(yīng)產(chǎn)物為多孔聚合物,其BET比表面積為334 m2 g-1。通過PXRD、TGA、CO2吸附等表征,證明了該多孔聚合物為無定型結(jié)構(gòu),并表現(xiàn)出較高的熱穩(wěn)定性、中等的CO2吸附和儲存能力。3.選取八乙烯基POSS、1,3,5-三溴苯、4,4'-二溴偶氮苯為構(gòu)筑單體,利用Heck反應(yīng)、采取一步三元交聯(lián)共聚的方式,制備出一系列不同偶氮苯含量的雜化多孔聚合物(HPPs)。所得材料具有很好的多孔性,并且含有介孔與微孔兩種孔型,其比表面積為545-686 m2g-1。隨著聚合物中偶氮苯含量的增加,HPPs的比表面積反而逐漸減小,但材料總孔容幾乎保持不變。另外,HPPs表現(xiàn)出很好的熱穩(wěn)定性,熱分解溫度最高達(dá)到402℃；在273 K、101 kPa下,HPPs對CO2的吸附量為4.18-5.45 wt%,而且提高偶氮苯的含量對其CO2吸附能力具有促進(jìn)作用。
【關(guān)鍵詞】：八乙烯基POSS 功能化 多孔聚合物 Friedel-Crafts反應(yīng) Heck反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631;TB383.4
【目錄】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第一章 緒論15-38
• 1.1 引言15-16
• 1.2 籠型倍半硅氧烷(POSS)簡介16-17
• 1.3 POSS分子的功能化研究17-22
• 1.3.1 鹵苯基POSS分子的合成17-19
• 1.3.2 環(huán)氧基POSS分子的合成19-20
• 1.3.3 硝基、氨基POSS分子的合成20
• 1.3.4 羧酸基POSS分子的合成20-21
• 1.3.5 苯磺酸基POSS分子的合成21-22
• 1.4 POSS基雜化多孔材料的合成22-27
• 1.4.1 Friedel-Crafts反應(yīng)合成POSS基多孔材料22-24
• 1.4.2 Heck反應(yīng)合成POSS基多孔材料24-25
• 1.4.3 Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成POSS基多孔材料25-26
• 1.4.4 Ullmann耦合反應(yīng)合成POSS基多孔材料26
• 1.4.5 Schiff堿化學(xué)法合成POSS基多孔材料26-27
• 1.5 偶氮苯功能化的POSS分子與雜化多孔聚合物27-32
• 1.5.1 偶氮苯分子27-28
• 1.5.2 偶氮苯功能化的POSS分子28-30
• 1.5.3 偶氮苯功能化的雜化材料30-32
• 1.6 本課題研究內(nèi)容與意義32-34
• 參考文獻(xiàn)34-38
• 第二章 八溴苯乙基功能化POSS的合成及其在雜化多孔材料構(gòu)筑上的應(yīng)用38-61
• 2.1 前言38-40
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分40-46
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料40-41
• 2.2.2 試劑的純化及處理41
• 2.2.3 儀器及測試方法41-43
• 2.2.3.1 紅外光譜(FT-IR)分析41
• 2.2.3.2 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)表征41-42
• 2.2.3.3 核磁共振譜分析42
• 2.2.3.4 元素分析42
• 2.2.3.5 熱重分析(TGA)42
• 2.2.3.6 粉末X射線衍射(PXRD)分析42
• 2.2.3.7 場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)分析42-43
• 2.2.3.8 光學(xué)性質(zhì)分析43
• 2.2.3.9 多孔性質(zhì)分析43
• 2.2.3.10 二氧化碳吸附性能分析43
• 2.2.4 目標(biāo)產(chǎn)物的制備43-46
• 2.2.4.1 TVPS的合成43-44
• 2.2.4.2 八溴苯乙基功能化POSS(BrPh-POSS)的合成44
• 2.2.4.3 雜化多孔聚合物的合成44-46
• 2.3 結(jié)果與討論46-55
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)條件的選擇46
• 2.3.2 BrPh-POSS的結(jié)構(gòu)表征46-49
• 2.3.3 雜化多孔聚合物(HPPs)的孔性能分析49-50
• 2.3.4 HPP-1的結(jié)構(gòu)表征50-51
• 2.3.5 HPP-1的形貌表征51-52
• 2.3.6 HPP-1的光學(xué)特性表征52-53
• 2.3.7 HPP-1的熱穩(wěn)定性分析53-54
• 2.3.8 HPP-1的CO_2吸附性能分析54-55
• 2.4 本章小結(jié)55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 第三章 偶氮苯功能化POSS基多孔聚合物的合成與應(yīng)用研究61-81
• 3.1 前言61-63
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分63-67
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料63-64
• 3.2.2 試劑的純化及處理64
• 3.2.3 儀器及測試方法64-66
• 3.2.3.1 紅外分析64
• 3.2.3.2 核磁共振分析64
• 3.2.3.3 元素分析64-65
• 3.2.3.4 多孔性質(zhì)分析65
• 3.2.3.5 粉末X射線衍射分析65
• 3.2.3.6 場發(fā)射掃描電鏡分析65
• 3.2.3.7 高分辨透射電鏡分析65
• 3.2.3.8 熱重分析65
• 3.2.3.9 二氧化碳吸附性能測試65-66
• 3.2.4 雜化多孔聚合物(HPPs)的合成方法66-67
• 3.3 結(jié)果與討論67-75
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件的選擇67-68
• 3.3.2 HPPs的結(jié)構(gòu)表征68-69
• 3.3.3 HPPs的孔性能分析69-72
• 3.3.4 HPPs的形貌結(jié)構(gòu)分析72-73
• 3.3.5 HPPs的熱穩(wěn)定性分析73-74
• 3.3.6 HPPs的CO_2吸附性能分析74-75
• 3.4 本章小結(jié)75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 第四章 結(jié)論81-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文84-85
• 附件85-103

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 汪仕元,雍志華,李娟,陳興林;多孔材料的密度測試方法探討[J];實(shí)用測試技術(shù);2002年05期

2 劉培生;;多孔材料孔率的測定方法[J];鈦工業(yè)進(jìn)展;2005年06期

3 奚正平;湯慧萍;朱紀(jì)磊;張健;;金屬多孔材料在能源與環(huán)保中的應(yīng)用[J];稀有金屬材料與工程;2006年S2期

4 朱海峰;;多孔材料 數(shù)據(jù)聚焦分析[J];科學(xué)觀察;2006年06期

5 溫永剛;張曉曦;陳光奇;孫李寧;李慧燕;;多孔材料傳冷特性的對比試驗(yàn)[J];低溫工程;2008年02期

6 詹海鴻;黃文貌;許征兵;曾建民;甘武奎;陳小安;;淺談鋁工業(yè)用多孔材料[J];大眾科技;2008年10期

7 本刊記者;;金屬多孔材料創(chuàng)新研究及產(chǎn)業(yè)化基地——金屬多孔材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[J];中國材料進(jìn)展;2009年Z2期

8 王建永;;金屬多孔材料研究的新起點(diǎn)——回歸本性[J];金屬世界;2010年02期

9 于永亮;;淺談金屬多孔材料的制備方法與應(yīng)用[J];硅谷;2011年02期

10 李玲玲;;金屬多孔材料的制備及應(yīng)用[J];科技風(fēng);2012年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮勃;徐明龍;張治君;;多孔材料多軸加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 熊文英;劉鈞泉;;多孔材料開發(fā)及其工程應(yīng)用概況[A];2005'（貴陽）表面工程技術(shù)創(chuàng)新研討會論文集[C];2005年

3 ;G.多孔材料[A];2008中國材料研討會暨慶祝中國科協(xié)成立50周年會議程序和論文摘要集[C];2008年

4 楊國昱;;基于硼氧簇單元構(gòu)建的硼酸鹽多孔材料的合成、結(jié)構(gòu)及性能[A];第十七屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會會議論文集[C];2013年

5 賀躍輝;王W，

本文編號：539646