本文關(guān)鍵詞：富氮類多孔有機材料的合成及性質(zhì)研究

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【摘要】：近年來,多孔有機聚合物(POFs)由于具有永久開放的孔道結(jié)構(gòu)、高的比表面積及孔隙率、低的骨架密度、穩(wěn)定的物理化學性質(zhì)和多樣化的合成策略等特點,已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。將含氮官能團引入聚合物分子骨架中,可賦予材料更多的功能性。本論文中我們將偶氮、三嗪環(huán)、以及咔唑環(huán)等富氮活性功能基團引入到多孔有機骨架中,將多孔性與含氮雜環(huán)的功能性巧妙結(jié)合起來,制備出具有多功能和協(xié)同效果的材料,并進一步開發(fā)其在二氧化碳吸附與分離、異相催化及離子傳感等領域的應用,主要分為五個章節(jié):一、簡要介紹了富氮類多孔有機聚合物的合成方法、應用及研究現(xiàn)狀。其中,重點介紹了在二氧化碳的捕獲和分離、異相催化等性能的研究進展,最后對論文的選題依據(jù)及實驗結(jié)果做出闡述。二、選用三蝶烯為構(gòu)筑單元,在堿性環(huán)境下用Zn粉還原偶聯(lián)合成了聚合物Azo-Trip。該材料為無定型多孔有機聚合物,BET表面積達510.4 m2 g-1,表現(xiàn)出良好的CO_2吸附性能,在1 bar 273K下吸附量達到119.6 mg/g,且CO_2/N_2吸附選擇性系數(shù)為38.6,在CO_2吸附分離方面有良好的應用前景。同時Azo-Trip聚合物在放射性碘吸附方面也表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能,吸附固體碘的量達238 wt%,且能多次重復利用;在碘的環(huán)己烷溶液中也表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能,吸附碘效率為83.3%。三、選用1,2-二(4-腈基苯基)乙炔作為單體,利用ZnCl_2的離子熱法合成了兩個三嗪基多孔有機材料:CTF-DCPE-1和CTF-DCPE-2。兩個聚合物都是無定型多孔材料,在氣體吸附方面有潛在應用,尤其是CTF-DCPE-1,BET表面積為2107.034 cm2g-1,在273K 1 bar下CO_2吸附量達到179 mg/g,且CO_2/N_2吸附選擇性系數(shù)為:55.0,并且77 K,1 bar時氫氣吸附量達1.41 wt%。聚合物CTF-DCPE-1負載Ag后形成穩(wěn)定的異相催化劑,能實現(xiàn)CO_2捕集并原位轉(zhuǎn)化,高效催化芳香乙炔化合物與1 bar CO_2發(fā)生羧酸化反應,底物擴展豐富,且催化劑能多次循環(huán)使用。四、通過TPTCz和BCB這兩種咔唑基單體在三氯化鐵催化下應合成了兩種樹枝狀聚咔唑聚合物TPM-Cz和BCB-Cz。四面體單體TPTCz構(gòu)筑的TPM-Cz材料具有較好的孔性能,BET表面積為713.158 m2g-1,在273K 1 bar下CO_2吸附量達到96.3 mg/g,77 K,1 bar時氫氣吸附量達1.34 wt%。TPM-Cz將多孔性與咔唑的良好發(fā)光性能相結(jié)合,且具有多重識別位點,能對I-離子和爆炸性芳香硝基化合物進行快速檢測。五、對本論文的工作進行總結(jié),并展望該課題的研究前景。
【關(guān)鍵詞】：多孔有機聚合物 富氮 氣體吸附
【學位授予單位】：山西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.4;O631
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 前言10-28
• 1.1 多孔有機聚合物簡介10-17
• 1.2 富氮類多孔有機材料17-25
• 1.3 本課題的選題意義及本研究所取得的進展25-28
• 2 偶氮多孔聚合物的合成、結(jié)構(gòu)、氣體吸附及捕獲碘性能研究28-46
• 2.1 實驗部分29-31
• 2.2 結(jié)果與討論31-45
• 2.3 本章小結(jié)45-46
• 3 三嗪類多孔有機聚合物的合成、結(jié)構(gòu)、氣體吸附及異相催化性能研究46-74
• 3.1 實驗部分46-50
• 3.2 結(jié)果與討論50-67
• 3.3 本章小結(jié)67-74
• 4 樹枝狀咔唑多孔聚合物的合成、結(jié)構(gòu)、氣體吸附及熒光探針性質(zhì)研究74-96
• 4.1 實驗部分74-78
• 4.2 結(jié)果與討論78-92
• 4.3 本章小結(jié)92-96
• 5 結(jié)論96-98
• 致謝98-100
• 參考文獻100-110
• 附錄110

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