多孔有机聚合材料的设计、合成与性质研究

发布时间：2018-04-02 06:38

  本文选题：多孔有机聚合物　切入点：离子液体　出处：《吉林大学》2017年硕士论文

【摘要】：多孔骨架材料因其丰富的结构种类、较高的比表面积以及广泛的功能用途,已经发展成为21世纪最重要的研究领域之一。近几十年来,随着对材料性能要求的提高,传统的无机多孔骨架材料不能完全满足日益发展的能源以及环境需求,由无机单元和有机配体通过配位键连接的金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)以及由轻元素(C,H,O,N,B等)组成的有机单元通过刚性共价键构筑的多孔有机聚合材料(Porous Organic Polymers,简称POPs)自报道以来,得到了快速的发展,它们在气体吸附与分离、光电传感、催化材料、质子传导等领域应用广泛。本论文从结构设计、材料合成与表征、性质应用三个角度出发,利用不同的合成策略开展了一系列基于POPs材料的制备研究。主要研究内容及成果如下:1.以对二氯苄(p-DCX)和N-甲基咪唑(N-MI)为原料,以无水Fe Cl_3为催化剂,1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂,利用付-克反应(Friedel-Crafts Alkylation)合成了一系列新型离子液体功能化POPs材料。CO_2吸附测试结果表明,引入较高N-MI浓度的样品POPs-B20(Qst=17.35 k J/mol)具有比样品POPs-B10(Qst=13.87 k J/mol)更高的Qst,且均高于未离子液体(Ionic Liquids,即ILs)功能化样品POPs-B0的CO_2吸附热(Qst=7.84 k J/mol);此外,这种材料还可以重复高效的催化邻苯二胺(o-PDA)与含有不同取代基的芳香醛(R=Br、Cl、CN、NO_2)制备相应的苯并咪唑衍生物(Yield=87-91%)。2.以(MePhSiO)_4为原料,甲缩醛(FDA)为外交联剂,以无水Fe Cl_3为催化剂,1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂,利用付-克反应(Friedel-Crafts Alkylation)一步“编织”合成了HCPs材料,元素分析以及固体NMR测试结果表明,原料(MePhSiO)_4中连接Si原子与苯环的Si-C键在聚合的过程中发生断裂,分离出来的苯环与FDA继续完成交联反应;我们详细研究了外交联剂FDA与原料(MePhSiO)_4之间的投放比例(6:1、8:1、10:1以及12:1)对这种材料比表面积(BET=642-877 m2/g)以及CO_2吸附量(37.2-44.8 cm3/g)的影响。
[Abstract]:Porous organic polymers ( Qst = 17.35 kJ / mol ) , which are composed of light elements ( C , H , O , N , B , etc . ) , are used widely in the fields of gas adsorption and separation , photoelectric sensing , catalytic materials and proton conduction . The effect of external crosslinking agent on the specific surface area ( BET = 642 - 877 m2 / g ) and CO _ 2 adsorption capacity ( 37.2 - 44.8 cm3 / g ) was investigated in detail .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O631;TB383.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 科;;新型聚合材料可用于储氢装置[J];工程塑料应用;2006年01期

2 魏铭炎;;电工用聚合材料防光老化的措施[J];电工技术;1987年09期

3 ;美研究新型航空防火聚合材料[J];上海化工;1999年08期

4 苏玉柱;杨静;马鸿文;聂轶苗;李如臣;;利用粉煤灰制备高强矿物聚合材料的实验研究[J];现代地质;2006年02期

5 李艳艳;;美国聚合材料会议[J];消防科学与技术;2013年04期

6 王宗光;;在水泥厂的料斗和下料溜子中采用聚合材料衬板[J];水泥;1986年04期

7 米谷穰;赵宜明;;含氟高性能聚合材料的新发展[J];塑料;1987年02期

8 聂书岭;;塔科学家研发新型聚合材料[J];中亚信息;2008年02期

9 印杰;谢吉星;陈俊静;刘建州;徐建中;;利用粉煤灰和高炉渣制备地聚合材料的研究[J];中国资源综合利用;2009年01期

10 刘树文;聚合材料在现代食品工业中的应用[J];食品工业科技;1987年06期

相关会议论文 前2条

1 高飞;马鸿文;;利用粉煤灰制备新型轻质可承重墙体材料的实验研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第11届学术年会论文集[C];2007年

2 王刚;马鸿文;冯武威;丁秋霞;;利用提钾废渣和粉煤灰制备矿物聚合材料的实验研究[A];第二届全国环境矿物学学术研讨会论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前4条

1 记者 熊先道邋通讯员 罗勇;常德耐摩特聚合材料项目投产[N];常德日报;2008年

2 记者 李先宏 通讯员 毛剑 赵辉;谁第一个吃“螃蟹”[N];湖北日报;2005年

3 ;新型生物聚合材料研制成功[N];中国高新技术产业导报;2005年

4 董映璧;俄新型生物聚合材料研制成功[N];科技日报;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 郝爽;多孔有机聚合材料的设计、合成与性质研究[D];吉林大学;2017年

2 印杰;地聚合材料固化高炉渣及垃圾焚烧飞灰的研究[D];河北大学;2009年

3 施芳;粉煤灰—偏高岭石基矿物聚合材料的合成及聚合反应机理[D];江西理工大学;2011年

4 李如臣;利用丰镇热电厂粉煤灰制备矿物聚合材料的实验研究[D];中国地质大学（北京）;2006年

5 苏玉柱;SiO_2-Al_2O_3-Na_2O-H_2O体系石英基矿物聚合材料的制备实验研究[D];中国地质大学（北京）;2006年

6 陈俊静;不同基质地聚合材料的制备及改性研究[D];河北大学;2010年

7 王进双;非金属矿物聚合材料的制备及轻质化研究[D];信阳师范学院;2015年

8 张汉卿;碱及稀土对矿物聚合材料性能影响研究[D];江西理工大学;2009年

9 钟华;新型乳酸/甘油聚合材料的生物相容性研究[D];中南大学;2011年

10 郭小明;利用钨尾矿制备矿物聚合材料的研究[D];江西理工大学;2007年

，

本文编号：1699186