多孔離子聚合物（Porous ionic polymers,PiPs）是一種功能化有機聚合物材料,它結(jié)合了多孔聚合物和離子化合物兩種功能材料的優(yōu)勢,具有帶電性、多孔性及高比表面積等特點。PiPs的離子基團可以通過化學接枝到聚合物主鏈中,也能夠通過共價鍵作用與聚合物骨架相鍵接。通過篩選結(jié)構(gòu)單元和離子基團,可以容易地改變官能團與活性位點以調(diào)控PiPs的物理化學性質(zhì)。同時,PiPs的比表面積,親疏水性,孔徑大小和孔體積等性能能夠通過陰陽離子交換來調(diào)節(jié),因此多孔離子聚合物在諸多領域中如在藥物控釋、氣體吸附/分離、催化、抗菌應用和水凈化領域上具有潛在應用價值。根據(jù)不同應用場景對PiPs組成、結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,能夠拓展多孔離子聚合物的應用。本文設計并制備了多種功能化的多孔離子聚合物,包括聯(lián)吡啶型多孔離子聚合物、聚吡咯接枝MOF基離子多孔材料,并研究了這些多孔離子聚合物材料分別在吸附分離有害氣體以及其電化學中的應用。具體研究內(nèi)容有:（1）設計合成離子型共價三嗪框架（ICTFs）多孔聚合物。合成了氰基取代聯(lián)吡啶類離子液體作為離子型共價三嗪骨架前驅(qū)體。通過控溫程序熔融法聚合,成功得到離子型共價三嗪框架（IC... 

【文章來源】：蘇州大學江蘇省211工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１多孔材料的常見種類形式

唑鐵類單體??的共聚合制備了多孔聚合物膜，如親水性１，２－二甲基－３－丁烯基咪唑－溴化鋯（ＩＬ－Ｂｒ）??和１，２－二甲基－３－丁烯基咪唑六氟磷酸鹽（ＩＬ－ＰＦ６）用于金屬離子吸收。所得到的兩親??性聚合物膜在水溶液中形成多孔結(jié)構(gòu)，可通過親水性（ＰＩＬ－Ｂｒ）和疏水性（ＰＩＬ－ＰＦ６）鏈??段的摩爾比來調(diào)節(jié)。最近，￥〇０等［４２］選用二乙烯基苯作為交聯(lián)劑，咪唑鑰型離子液??體單體、丙烯酸、Ｎ－異丙基丙烯酰胺和丙烯腈作為反應活性單體，共聚合制備了??具有熱敏和ｐＨ響應性質(zhì)的ＰＩＬｓ膜（圖１．２）。由于ＣＯＯ－和咪唑陽離子之間增強的??靜電絡合作用，用堿性溶液（低濃度氨水）處理后會發(fā)生相分離，可以觀察到相互貫??穿的多孔結(jié)構(gòu)。這些孔可以通過浸入酸溶液中可以實現(xiàn)自愈合。??、１?Ｉ?１??＜？）＋?〇＾〇Ｈ＋?｜?＋?ｎＡ＾Ｈ?Ｐｈｏｔｏ－ｃｒｏｓｓｌｉｎｋ＾?＜？Ｊ?〇＾〇Ｈ?Ｍｌ?ｏＡ＾??氣?Ｎ人??／?／?Ｘ－Ｂｒ，ＰＦ６，ＴＦ￥Ｉ??圖１．２具有熱敏和ｐＨ響應性質(zhì)的ＰＩＬｓ膜制備［４２］。??４??

制備了多孔聚合物膜，如圖所示，通過離子液體陽離??子聚１－氰基－３甲基乙烯基咪唑和陰離子三氟甲磺酸根和聚乳酸之間會有靜電交聯(lián)??作用，接著將聚合物膜浸泡在氨水溶液中，聚丙烯酸吸水發(fā)生相分離發(fā)生相分離??而形成微孔，多孔膜從玻璃板上解離。得到的多孔膜通過控溫碳化可得到分級的??氮摻雜碳膜。這種碳膜再經(jīng)磷摻雜，得到的一種高度石墨化、三維的微／中／大孔互??聯(lián)，氮摻雜均勻，分散性好的Ｃｏ／ＣｏＰ納米晶體多孔碳膜，其在水的裂解中展現(xiàn)了??優(yōu)越的電催化活性和長期運行在酸性和堿性條件下的穩(wěn)定性（圖１．３）。??ａ）?ｂ）?．．．．—??Ｐｏｒｏｕｓ?Ｐｏｌｙｍｅｒ?．Ｍｅｍｂｒａｎｅ?１，?Ｓｏａｋｃｎｆ?ｍ?Ｃｉ＞２＋?ｓｏｆｕｔｆｏｎ??３，?Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉ／．ａｔｉ？ｎ?????，．ｒ，ｒｒ??藤：．．．．．．．．．．．．．ｒ＿??、?．．．．．．：�。。�??圖１．３高效光解水多孔碳膜的制備［４３］。??最近，Ｊｉａｎｇ等Ｍ選用中性單體１，３，６，８－四－（對胺基苯基）－芘和離子結(jié)構(gòu)單元５?，６－??雙（４－甲�；S基）－１，３－二甲基－苯并咪唑鑰溴化物制備了具有高結(jié)晶度和孔隙率的??離子ＣＯＦ。獲得的離子型ＣＯＦ的Ｓｂｅｔ高達１５３２ｍ２ｇ－１。孔徑大小為２．３ｎｍ。離子??ＣＯＦ在用有機溶劑，沸水和ＨＣ１水溶液和ＮａＯＨ水溶液處理２４小時后，仍然表??現(xiàn)出較高的化學穩(wěn)定性。所制備的離子型ＣＯＦ由于層間電荷排斥減少，增強了墻??壁兩側(cè)的電偶極子作用，將材料對二氧化碳吸附量提高三倍左右。對于這種結(jié)構(gòu)單??元的層層堆疊，交替排列的離子型的ＣＯＦ來說，獨特的分子構(gòu)型可以為陽離子中??心周圍提供足夠的開放空間，


本文編號：3615250