柱芳烃基多孔聚合物的合成及其吸附性能研究

发布时间：2020-05-24 04:21

【摘要】：本文围绕将柱芳烃引入多孔聚合物这一主题,采用不同的合成策略设计合成两类多孔有机聚合物,探究多孔材料结构和吸附性能之间的关系。(1)通过Sonogashira偶联反应制备含有柱[5]芳烃的新型聚合物P[5]-TEB,并对该聚合物改性进行脱甲基处理,得到含有多羟基的聚合物P[5]OH-TEB。羟基的引入使P[5]OH-TEB的比表面积变大,介孔分布范围变宽,同时引入微孔结构。通过模拟两种聚合物对亚甲基蓝吸附过程的吸附等温线和吸附动力学曲线,发现引入羟基后P[5]OH-TEB对亚甲基蓝的模拟最大吸附量是P[5]-TEB的4.5倍,吸附量明显变大,吸附速率变快;选择性吸附实验表明羟基引入聚合物后,聚合物对阳离子染料的吸附性能提升,这与羟基的引入有关,亲水性羟基的引入促进其与水溶液中阳离子染料的接触,同时羟基和阳离子染料之间存在静电作用和氢键作用,二者协同作用使引入羟基的聚合物P[5]OH-TEB对阳离子染料吸附效果提升,不利于其对阴离子染料的吸附。本研究为柱芳烃基多孔聚合物的改性提供了一种新的研究思路,对柱芳烃基多孔聚合物进行羟基化处理,以提升其对染料的吸附性能及吸附选择性,这一规律有望促进多孔聚合物在阳离子染料吸附领域的应用。(2)通过Schiff碱反应制备一种含有柱芳烃FPP5和三嗪结构的富氮多孔聚合物FPP5-BDG,并对其物理化学性能进行研究。该聚合物有着优异的热稳定性和化学稳定性,氮吸附实验表明,该聚合物具有着丰富的孔道结构,同时存在微孔和介孔结构,孔径分布在1.5 nm和12.1 nm,比表面积为439 m~2/g。碘吸附实验表明,与有相似结构的聚合物PAN-FPP5相比,FPP5-BDG更多地能捕获升华的碘蒸气,碘单质吸附量可达到296wt%,超过目前报道的大多数化合物的吸附值,对溶液状态下的碘单质同样有很好的吸附效果,吸附等温线模拟所得到的最大模拟吸附量为618.7mg/g。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB383.3;O647.3

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本文编号：2678450