共價有機框架(Covalent organic frameworks,COFs),是一種由共價鍵連接的多孔晶態(tài)框架材料。因其框架結(jié)構(gòu)可調(diào)、連接方式多樣、比表面積大、理化性質(zhì)穩(wěn)定、活性位點豐富等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于溶液中金屬離子的吸附、催化、傳感、氣體吸附和分離等多個領(lǐng)域。本論文使用溶劑熱法合成了孔道帶有磺酸基團的共價有機框架COF-SO₃H材料,并對其進行氨基功能化修飾,制備了[NH₄]⁺[COF-SO₃-]材料。并將上述兩例材料用于水溶液中U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)和Hg(Ⅱ)離子的選擇性吸附研究。本論文在拓撲學(xué)的設(shè)計指導(dǎo)下通過溶劑熱法合成了具有β-酮烯胺結(jié)構(gòu)的共價有機框架COF-SO₃H材料,并使用層間修飾的功能化策略制備了[NH₄]⁺[COF-SO₃-]材料。采用PXRD、FT-IR、XPS、SEM和TGA等技術(shù)表征了材料的結(jié)構(gòu)、物相、形貌和組成。證明了銨根離子成功的接枝在COF-SO₃H材料...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 共價有機框架材料
        1.1.1 共價有機框架材料簡介
        1.1.2 COFs的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        1.1.3 COFs的反應(yīng)類型
        1.1.4 COFs的合成方法
        1.1.5 COFs的應(yīng)用
    1.2 鈾、釷、汞選擇性吸附的意義
        1.2.1 鈾的吸附
        1.2.2 釷的吸附
        1.2.3 汞的吸附
    1.3 鈾、釷、汞吸附的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鈾和釷吸附的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 汞吸附的研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的研究意義
        1.4.1 本論文的研究意義和目的
        1.4.2 本論文的主要內(nèi)容
第二章 COF-SO₃H和[NH₄]⁺[COF-SO3
-]的合成及表征
    2.1 研究背景
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 儀器設(shè)備
        2.2.3 配體的合成
        2.2.4 材料的合成
        2.2.5 材料的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 X-射線粉末衍射測試(PXRD)
        2.3.2 傅里葉變換紅外光譜測試(FT-IR)
        2.3.3 固體核磁共振碳譜測試(¹³C CP/MAS NMR)
        2.3.4 X-射線光電子能譜測試(XPS)
        2.3.5 氮氣吸脫附測試(N₂ adsorption-desorption)
        2.3.6 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.7 熱重分析(TGA)
        2.3.8 化學(xué)穩(wěn)定性分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 COF-SO3H和[NH₄]⁺[COF-SO3
- ]對鈾的吸附研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗設(shè)備
        3.2.3 溶液配制
        3.2.4 鈾的吸附實驗
        3.2.5 計算公式和擬合模型
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 pH對吸附的影響
        3.3.2 吸附動力學(xué)
        3.3.3 吸附等溫線
        3.3.4 選擇性吸附實驗
        3.3.5 穿透實驗
        3.3.6 循環(huán)吸附實驗
        3.3.7 穩(wěn)定性實驗
        3.3.8 PXRD分析
        3.3.9 SEM和EDS分析
        3.3.10 IR分析
        3.3.11 密度泛函理論計算
    3.4 本章小結(jié)
第四章 COF-SO₃H和[NH₄]⁺[COF-SO3
- ]對釷的吸附研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗設(shè)備
        4.2.3 溶液配制
        4.2.4 釷的吸附實驗
        4.2.5 計算公式和擬合模型
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 pH對吸附的影響
        4.3.2 吸附動力學(xué)
        4.3.3 吸附等溫線
        4.3.4 選擇性吸附實驗
        4.3.5 穿透實驗及膜分離實驗
        4.3.6 循環(huán)吸附實驗
        4.3.7 穩(wěn)定性實驗
        4.3.8 PXRD分析
        4.3.9 SEM和EDS分析
        4.3.10 IR與XPS分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 COF-SO₃H和[NH₄]⁺[COF-SO3
-]對汞的吸附研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑
        5.2.2 實驗設(shè)備
        5.2.3 溶液配制
        5.2.4 汞的吸附實驗
        5.2.5 計算公式和擬合模型
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 pH對吸附的影響
        5.3.2 吸附動力學(xué)
        5.3.3 吸附等溫線
        5.3.4 選擇性吸附實驗
        5.3.5 穿透實驗
        5.3.6 循環(huán)吸附實驗
        5.3.7 汞蒸氣吸附實驗
        5.3.8 PXRD分析
        5.3.9 SEM和EDS分析
        5.3.10 IR與XPS分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果



本文編號：3866448

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