發(fā)布時間：2021-06-24 18:40

　　微孔有機聚合物是一類具有高比表面積、質(zhì)輕、易功能化等特點的多孔材料,主要分為超交聯(lián)聚合物、共軛微孔聚合物、共價有機網(wǎng)絡和自聚微孔聚合物,在氣體吸附、催化、光電、化學傳感等領域有著廣泛的應用。超交聯(lián)聚合物作為微孔有機聚合物一個重要的分支,具有多樣的合成方法,例如外交聯(lián)劑編織法、Scholl偶聯(lián)反應、溶劑編織法等。然而在構建理想的聚合物方面,這些方法之間目前還缺少相關的對比研究。此外,有關單體中的官能團取代對聚合物性能的影響,目前的報道也較少。考慮到它們對研究的重要性,因此也有必要作出進一步的闡明。為了更好的理解合成方法和單體中的官能團取代對聚合物性能的影響,本文首先基于不同的合成策略制備了一系列超交聯(lián)聚合物。然后,通過紅外光譜、固態(tài)核磁光譜、掃描電鏡、透射電鏡、氮氣吸附、元素分析等對所得聚合物進行了表征。最后,還進一步探究了這些聚合物在氣體吸附與分離、催化等方面的應用。主要研究內(nèi)容和相關結(jié)論如下所示:（1）基于三種不同的合成方法（外交聯(lián)劑編織法、Scholl偶聯(lián)反應、溶劑編織法）和兩種芳烴（對三聯(lián)苯、間三聯(lián)苯）合成了六種超交聯(lián)聚合物,比表面積可達2278 m²g

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

COF-1(A)和COF-5(B)的合成

Jiang[9]利用不同含量且位置分離的三芳胺合成了一系列COFs（圖1-2）。研究表明，三芳胺單元對CO2吸附具有重要的影響。隨著三芳胺含量的增加，聚合物的CO2吸附性能可得到明顯的提高。Feng[10]在氫氧化鋰存在的條件下，利用γ-環(huán)糊精和硼酸三甲酯合成了以Li+作為補償粒子的三維CD-COF-Li。把氫氧化鋰改為二甲胺或哌嗪，可得到CD-COF-DMA和CD-COF-PZZ。不同溫度下的氣體吸附性能表明，改變材料孔結(jié)構中的補償離子，可有效的調(diào)控共價網(wǎng)絡和CO2之間的相互作用。Figure 1-2 Schematic of COFs with different content of triarylamine units.圖1-2 具有不同三苯胺單元含量的COFs材料的合成示意圖。

4'-偶氮二苯胺和三醛基間苯三酚，通過席夫堿縮合反應由于結(jié)構中富含親CO2基團，COF-TpAzo在273和298 K下?lián)裥裕?27和145）。Xu[13]利用均苯三甲醛和對苯二273和298 K下的CO2/N2吸附選擇性分別為9和7。對單體進苯三甲醛和4,7-二氨基-1,3-苯并噻二唑合成了TH-COF-1，選擇性可分別提高到19和31。研究表明，通過單體的功能能化，可有效的提高聚合物的氣體分離性能。Caro[14]以多苯三甲醛和水合肼之間的縮合反應，得到厚度為8 μm的二。由于具有較大的微孔體積和豐富的極性官能團，這種材選擇性（86.3）。Duan[15]制備了一種二維COF納米片簇，273和298 K下CO2/N2吸附選擇性分別為223和90。以TpP-酰嵌段共聚物為支撐體，可形成混合基質(zhì)膜（MMMs）4。當MMMs處于CO2和N2混合氣體中，其CO2/N2選擇性可分離性能在120小時內(nèi)保持穩(wěn)定。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Synthesis of porous aromatic framework with Friedel–Crafts alkylation reaction for CO2 separation[J]. Peng Cui,Xiao-Fei Jing,Ye Yuan,Guang-Shan Zhu.  Chinese Chemical Letters. 2016(09)



本文編號：3247630