微孔有機聚合物是一類具有高比表面積、孔道結(jié)構(gòu)性質(zhì)可調(diào)、低密度以及優(yōu)異的熱穩(wěn)定和化學穩(wěn)定性的多孔材料,在氣體儲存、氣體吸附分離和有機污染物捕獲方面顯示出了良好的應(yīng)用潛力。本論文基于孔道結(jié)構(gòu)控制和雜原子功能化策略,設(shè)計合成了一系列富含極性雜原子（N、O、F）和金屬離子（Fe2+）的微孔聚合物材料:聚縮醛胺、氟化聚合物和聚卟啉。重點考察了構(gòu)筑單體的空間構(gòu)型、連接臂及化學組成變化對聚合物比表面積和孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。進一步研究了聚合物的化學組成和孔道結(jié)構(gòu)與CO2吸附分離,H2儲存及揮發(fā)性有機蒸氣吸附之間的關(guān)系。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)計合成了具有不同數(shù)量醛基取代的三苯胺醛單體,與三聚氰胺進行縮聚制得了三苯胺功能化的超微孔聚縮醛胺。研究發(fā)現(xiàn),三苯胺的剛性立體結(jié)構(gòu)是形成超微孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,醛基數(shù)量越多,孔隙率越高。TMPs的BET 比表面積介于452-709 m2/g,孔徑大小集中在0.52 nm,N含量高達42.88 wt%,CO2/N2和CO2/CH4 選擇性高達 186.6 和 23.7（273 K/1.0 bar）。進一步利用 1,4-雙（2,4-二胺基-1,3,5-三嗪）苯與四面體的... 

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微孔有機聚合物的研究進展
        1.2.1 微孔有機聚合物的概述
        1.2.2 共價有機骨架材料(COFs)
        1.2.3 共價三嗪骨架材料(CTFs)
        1.2.4 固有微孔聚合物(PIMs)
        1.2.5 超交連聚合物(HCPs)
        1.2.6 共軛微孔有機聚合物(CMPs)
    1.3 用于氣體吸附與分離的功能型微孔有機聚合物
        1.3.1 微孔聚苯并咪唑
        1.3.2 微孔聚縮醛胺
        1.3.3 微孔聚咔唑
        1.3.4 微孔聚卟啉
        1.3.5 氟功能化微孔機聚合物
    1.4 本論文研究思路和研究內(nèi)容
第2章 立體多醛基微孔聚縮醛胺合成及氣體吸附性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑及原料
        2.2.2 測試儀器及方法
        2.2.3 單體的合成
        2.2.4 立體多醛基微孔聚縮醛胺的合成
    2.3 三苯胺基微孔聚縮醛胺的合成及性能研究
        2.3.1 三苯胺基微孔聚縮醛胺的合成與表征
        2.3.2 三苯胺基微孔聚縮醛胺的孔結(jié)構(gòu)
        2.3.3 三苯胺基微孔聚縮醛的CO_2吸附與分離性能
    2.4 四面體和螺環(huán)多醛基微孔聚縮醛胺的合成及吸附性能研究
        2.4.1 四面體和螺環(huán)多醛基微孔聚縮醛胺的合成與表征
        2.4.2 四面體和螺環(huán)多醛基微孔聚縮醛胺的孔結(jié)構(gòu)
        2.4.3 四面體和螺環(huán)多醛基微孔聚縮醛胺的CO_2吸附與分離性能
        2.4.4 四面體和螺環(huán)多醛基微孔聚縮醛胺的H_2吸附性能
        2.4.5 四面體和螺環(huán)多醛基微孔聚縮醛胺蒸氣吸附性能
    2.5 本章小結(jié)
第3章 立體多胺基微孔聚縮醛胺合成及氣體吸附性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑及原料
        3.2.2 測試儀器及方法
        3.2.3 單體的合成
        3.2.4 四苯基金剛烷多胺基微孔聚縮醛胺的合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 四苯基金剛烷多胺基微孔聚縮醛胺的合成與表征
        3.3.2 四苯基金剛烷多胺基微孔聚縮醛胺的孔結(jié)構(gòu)
        3.3.3 四苯基金剛烷多胺基微孔聚縮醛胺的CO_2吸附與分離性能研究
        3.3.4 四苯基金剛烷多胺基微孔聚縮醛胺的H_2吸附性能研究
        3.3.5 四苯基金剛烷多胺基微孔聚縮醛胺蒸氣吸附性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 四苯基金剛烷基含氰微孔有機聚合物的設(shè)計、合成及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑及原料
        4.2.2 測試儀器及方法
        4.2.3 單體的合成
        4.2.4 氟化微孔有機聚合物的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 四苯基金剛烷基含氟微孔有機聚合物的合成與表征
        4.3.2 四苯基金剛烷基含氟微孔有機聚合物的孔結(jié)構(gòu)
        4.3.3 四苯基金剛烷基含氟微孔有機聚合物的CO_2吸附與分離性能
        4.3.4 四苯基金剛烷基含氟微孔有機聚合物的H_2吸附性能
        4.3.5 四苯基金剛烷基含氟微孔有機聚合物的有機蒸氣吸附性能
    4.4 本章小結(jié)
第5章 卟啉基微孔有機聚合物的設(shè)計、合成及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑及原料
        5.2.2 測試儀器及方法
        5.2.3 單體合成
        5.2.4 微孔聚卟啉的合成
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 微孔聚卟啉的合成與表征
        5.3.2 微孔聚卟啉的孔結(jié)構(gòu)
        5.3.3 微孔聚卟啉的CO_2吸附與分離性能
        5.3.4 微孔聚卟啉的H_2吸附性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 今后工作建議
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果



本文編號：3728734