富氮類多孔有機材料的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、近年來，多孔有機聚合物（POFs）由于具有永久開放的孔道結(jié)構(gòu)、高的比表面積及孔隙率、低的骨架密度、穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)和多樣化的合成策略等特點，已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。將含氮官能團引入聚合物分子骨架中，可賦予材料更多的功能性。本論文中我們將偶氮、三嗪環(huán)、以及咔唑環(huán)等富氮活性功能基團引入到多孔有機骨架中，將多孔性與含氮雜環(huán)的功能性巧妙結(jié)合起來，制備出具有多功能和協(xié)同效果的材料，并進一步開發(fā)其在二氧化碳吸附與分離、異相催化及離子傳感等領(lǐng)域的

2、應(yīng)用，主要分為五個章節(jié)：
　　一、簡要介紹了富氮類多孔有機聚合物的合成方法、應(yīng)用及研究現(xiàn)狀。其中，重點介紹了在二氧化碳的捕獲和分離、異相催化等性能的研究進展，最后對論文的選題依據(jù)及實驗結(jié)果做出闡述。
　　二、選用三蝶烯為構(gòu)筑單元，在堿性環(huán)境下用Zn粉還原偶聯(lián)合成了聚合物Azo-Trip。該材料為無定型多孔有機聚合物，BET表面積達510.4 m2 g-1，表現(xiàn)出良好的CO2吸附性能，在1 bar273K下吸附量達到119.6

3、 mg/g，且CO2/N2吸附選擇性系數(shù)為38.6，在CO2吸附分離方面有良好的應(yīng)用前景。同時Azo-Trip聚合物在放射性碘吸附方面也表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能，吸附固體碘的量達238 wt％，且能多次重復(fù)利用；在碘的環(huán)己烷溶液中也表現(xiàn)出優(yōu)異的吸附性能，吸附碘效率為83.3%。
　　三、選用1,2-二（4-腈基苯基）乙炔作為單體，利用ZnCl2的離子熱法合成了兩個三嗪基多孔有機材料：CTF-DCPE-1和CTF-DCPE-2。兩個聚合

4、物都是無定型多孔材料，在氣體吸附方面有潛在應(yīng)用，尤其是CTF-DCPE-1，BET表面積為2107.034 cm2g-1，在273K1 bar下CO2吸附量達到179 mg/g，且CO2/N2吸附選擇性系數(shù)為：55.0，并且77 K，1 bar時氫氣吸附量達1.41 wt%。聚合物CTF-DCPE-1負載Ag后形成穩(wěn)定的異相催化劑，能實現(xiàn)CO2捕集并原位轉(zhuǎn)化，高效催化芳香乙炔化合物與1 bar CO2發(fā)生羧酸化反應(yīng)，底物擴展豐富，且催化

5、劑能多次循環(huán)使用。
　　四、通過TPTCz和BCB這兩種咔唑基單體在三氯化鐵催化下應(yīng)合成了兩種樹枝狀聚咔唑聚合物TPM-Cz和BCB-Cz。四面體單體TPTCz構(gòu)筑的TPM-Cz材料具有較好的孔性能，BET表面積為713.158 m2g-1，在273K1 bar下CO2吸附量達到96.3 mg/g，77 K，1 bar時氫氣吸附量達1.34 wt%。TPM-Cz將多孔性與咔唑的良好發(fā)光性能相結(jié)合，且具有多重識別位點，能對I-離子和