基于三蝶烯的富氮多孔有機材料的合成與應用研究.pdf

1、富氮有機多孔材料作為有機多孔材料的一種，在具有比表面積大、穩(wěn)定性高、密度小等優(yōu)點的同時，由于其結構內摻雜的氮原子極大地增強了材料的表面極性、電導性以及與其他分子的親合性，在氣體吸附與分離、污水處理、非均相催化、超級電容器、有機半導體等領域都表現(xiàn)出了突出的優(yōu)勢。本課題以構建基于三蝶烯的富氮有機多孔材料為目的，使用亞胺縮合、Yamamoto-type Ullmann偶聯(lián)等合成策略構建了一系列有機微孔材料，并探究了其在不同領域內的應用價值。主

2、要研究內容如下：
　?。?）以六氨基三蝶烯與環(huán)己六酮為原料通過亞胺縮合反應構建一類含有六氮雜苯并菲單元（Hexaazatriphenylene,HAT）的富氮有機微孔聚合物HAT-TP，對其結構、物理形貌、熱穩(wěn)定性及孔性能進行常規(guī)的物化表征，測量出其BET比表面積達到1224m2g-1。并通過材料在808nm近紅外光照射下明顯的溫度升高證明了其光熱效應。
　?。?）將金屬鋅配位于HAT-TP的多孔結構中得到Zn/HAT-TP

3、，并對比二者的結構及孔性能變化。實驗結果顯示，Zn/HAT-TP的結構基本與HAT-TP保持相同，沒有在鋅配位的過程中發(fā)生明顯變化，但由于配位的鋅復合物堵住了部分孔徑，相較于HAT-TP，Zn/HAT-TP的氣體吸附性能有所減弱（在273K/1bar的環(huán)境中，對二氧化碳的吸附量由17.6wt％減少為9.9wt%）。進一步對Zn/HAT-TP催化性能的研究顯示其能夠在常溫常壓下以大于99%的產率催化二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應生成環(huán)狀碳酸酯，是

4、一類能夠同時實現(xiàn)二氧化碳的吸附與固定的材料。
　?。?）以六氨基三蝶烯為原料合成中間單體2，并通過Yamamoto-type Ullmann偶聯(lián)反應得到另一類富氮有機多孔聚合物NTP，對其結構、物理形貌、孔性能及氣體吸附性能進行表征，測得其BET比表面積達到1067m2g-1，在273K/1bar環(huán)境中二氧化碳吸附量達到15.2wt%。進一步對其碘吸附性能的研究顯示，其對碘蒸氣的吸附量可以達到180wt%，高于已報道的大多數(shù)碘吸附