本文關(guān)鍵詞：三苯基膦和三苯基氧化膦功能化的POSS基雜化多孔聚合物的制備及其應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： POSS 雜化多孔聚合物 三苯基膦 染料吸附 異相催化

【摘要】：多孔聚合物因其優(yōu)異的性能在氣體存儲與分離、異相催化、化學(xué)檢測、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域顯示出非常好的應(yīng)用前景。而POSS基多孔聚合物因其合成方法的多樣性和優(yōu)異的性能,成為近年來多孔聚合物的研究熱點(diǎn)方向之一。本論文圍繞著三苯基膦和三苯基氧化膦功能化的POSS基雜化多孔聚合物的設(shè)計(jì)、合成及其應(yīng)用這一主題,主要開展了以下幾個方面的研究工作:1.以八乙烯基POSS(OVS)和三苯基膦(TPP)及其衍生物三苯基氧化膦(TPPO)為構(gòu)筑單元,通過Friedel-Crafts反應(yīng)合成了兩個平行系列的含磷的POSS 基雜化多孔聚合物 HP-TPPs(HP-TPP-1～HP-TPP-4)和 HP-TPPOs(HP-TPPO-1～HP-TPPO-4)。紅外、固體核磁和元素分析結(jié)果表明成功地制備了 HP-TPPs和HP-TPPOs。N2吸附結(jié)果表明所合成的多孔聚合物的比表面積范圍在581-1105 m2g-1之間,孔體積范圍在0.32-0.82m3g-1之間,同時發(fā)現(xiàn)通過改變原料TPP或者TPPO相對于OVS的摩爾比,可以調(diào)控所得多孔聚合物的孔性能參數(shù)。TGA、PXRD、FE-SEM和HR-TEM結(jié)果表明所合成的多孔聚合物具有良好的熱穩(wěn)定性能,是無定型材料。并研究了比表面積最大的HP-TPP-4和HP-TPPO-4在C02吸附領(lǐng)域的應(yīng)用。在298 K/101 kPa條件下,HP-TPP-4和HP-TPPO-4 對 C02 的最大吸附量分別為 3.97 wt%(0.90 mmol g-1)和 4.63 wt%(1.05 mmol g-1)。2.分別選取兩個平行系列中比表面積最大的HP-TPP-4和HP-TPPO-4,對比研究了其對三種具有不同尺寸、不同帶電性質(zhì)的染料(羅丹明B(RB)、亞甲基藍(lán)(MEB)和甲基橙(MO))的吸附性能。其中,HP-TPP-4對RB、MEB和MO的吸附量分別為675、154和26mgg-1;HP-TPPO-4對RB、MEB和MO的吸附量分別為829、145和65 mg g-1。并用線性的Langmuir等溫模型、Freundlich等溫模型和Dubinin-Radushkevich等溫模型對HP-TPP-4和HP-TPPO-4吸附RB的吸附等溫曲線進(jìn)行模擬研究,結(jié)果表明HP-TPP-4對RB的吸附等溫曲線和Langmuir模型相吻合;HP-TPPO-4對RB的吸附等溫曲線和Dubinin-Radushkevich模型相吻合。同時對HP-TPP-4和HP-TPPO-4吸附RB的動力學(xué)行為進(jìn)行研究,并采用線性的準(zhǔn)一級動力學(xué)模型、準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型對HP-TPP-4和HP-TPPO-4吸附RB的動力學(xué)過程進(jìn)行了模擬研究,結(jié)果表明HP-TPP-4和HP-TPPO-4對RB的吸附動力學(xué)過程都符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。進(jìn)一步對回收的吸附劑進(jìn)行了 N2吸附-脫附實(shí)驗(yàn)表征,結(jié)果表明吸附劑的比表面積和總體積都有所下降,但仍具有多孔結(jié)構(gòu),可重復(fù)利用。由此可見,吸附劑HP-TPP-4和HP-TPPO-4在污水處理尤其是紡織工業(yè)廢水處理領(lǐng)域具有一定的潛在應(yīng)用價值。3.分別選取兩個平行系列中具有一定比表面積、磷元素含量最高的HP-TPP-1和HP-TPPO-1作為貴金屬催化劑醋酸鈀的負(fù)載劑,制備了兩種異相催化劑(分別命名為 HP-TPP-1-Pd 和 HP-TPPO-1-Pd),并研究其在 Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)和Heck偶聯(lián)反應(yīng)中的催化性能。HP-TPP-1-Pd和HP-TPPO-1-Pd在Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的催化活性,在三小時內(nèi)目標(biāo)產(chǎn)物的生成率均可達(dá)到99%;在Heck偶聯(lián)反應(yīng)中,HP-TPP-1-Pd催化的目標(biāo)產(chǎn)物的生成率為95%,HP-TPPO-1-Pd催化的目標(biāo)產(chǎn)物的生成率為99%。由此可見,負(fù)載劑HP-TPP-1和HP-TPPO-1在異相催化領(lǐng)域具有一定的潛在應(yīng)用價值。
【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】：2017
【分類號】：TQ317;TB383.4

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 戴志鋒;陳芳;孫琦;紀(jì)妍妍;王亮;孟祥舉;肖豐收;;多孔有機(jī)聚合物負(fù)載鈀作為高效C C偶聯(lián)反應(yīng)多相催化劑（英文）[J];催化學(xué)報(bào);2016年01期

2 王昌安;王為;;有機(jī)多孔催化研究進(jìn)展[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

3 李悅;劉昆;姚春戰(zhàn);劉大成;郝斌;;燒結(jié)溫度對過濾用SiO_2多孔陶瓷性能的影響[J];粉末冶金工業(yè);2015年03期

4 朱虹;韓杰才;張宇民;張立剛;;菱形十二面體閉孔多孔材料表征量特性研究[J];功能材料;2010年11期

5 ;Synthesis and Characterization of Ferrocenyl Substituted Styryl Octasilsesquioxane[J];Chinese Chemical Letters;2006年04期

6 李方文,邱喜陽,馬淞江;海泡石改性及處理印染廢水的研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2005年01期

7 田清華,趙高凌,韓高榮;PEG對二氧化鈦薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和染料吸附性能的影響[J];功能材料;2004年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮上升;金東范;盧天健;;中空固體骨架開孔金屬泡沫強(qiáng)制對流[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 林俊雄;硅藻土基吸附劑的制備、表征及其染料吸附特性研究[D];浙江大學(xué);2007年

，

本文編號：1264201