多孔有机聚合物材料成及荧光传感、吸附性能研究

发布时间：2020-04-07 01:30

【摘要】：随着人类社会的发展,随之而来的水污染、大气污染、核废料污染、全球变暖、温室效应等环境问题已经在许多国家甚至全球范围内出现。多孔有机聚合物材料(Porous Organic Polymers,POPs)以其比表面积高、组成元素轻、结构性能可调、吸附传感性能优异等特点成为现今科学研究的热点。本文设计合成了两种多孔有机聚合物材料,并分别对两种材料的结构进行了表征,且根据结构特点的不同对它们分别进行Fe~(3+)荧光传感性能的研究,以及二氧化碳吸附和碘吸附的性能研究。在本文的第三章中,我们报道合成了一种三苯胺官能化的共价有机聚合物(TPA-COP)。它由三(4-乙炔基苯基)胺和4-溴-N-(4-溴-2-甲氧基亚苄基)-2-甲基苯胺通过钯催化的Sonogashira交叉偶联反应合成。TPA-COP具有无定形结构和良好的热稳定性,紫外灯照射下于498nm处产生荧光发射峰并发出强烈的黄绿色光。除此之外,当其它不同金属离子如:Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Ba~(2+)、Mn~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Co~(2+)、Al~(3+)等存在时,该聚合物显示出对Fe~(3+)的选择性荧光增强响应,荧光检测限达4.3×10~-77 M。我们提出传感机理由三齿配位的席夫碱配体位点与Fe~(3+)离子之间的络合作用引起的,并且通过核磁和红外及荧光寿命等手段对传感机理进行了验证。在本文的第四章中,我们报道合成了两种缩醛基连接的多孔有机聚合物(APOP-1、APOP-2)。它们由1,3,5-三(3'-叔丁基-4'-羟基-5'-羟甲基)苯分别和1,4-对苯二醛和2,5-二甲氧基-1,4-对苯二醛通过一水合对甲苯磺酸催化缩醛化合成。并对APOP-1进行了进一步的表征及二氧化碳吸附、碘吸附性能研究,高连接性的多孔有机聚合物APOP-1具有无定形结构和优异的热稳定性。此外,APOP-1也显示出可观的二氧化碳吸收能力(273 K 1 bar时8.57%;298 K 1bar时5.37%,Q_(st)达34 kJ/mol)和碘捕获能力(350 K时,碘蒸汽吸附量达220%)。
【图文】：

紫色,结构模型,蓝色,绿色

当然也有非常多的多孔聚合物骨架材料，其具有最高比表面积在 3000 m2/g 左右。PAFs 的出现是结合学稳定性的理想微孔材料，除此之外，还对温室气体在有机分子和水的非均相混合体系中有较好的分子式纶和朱广山课题组报道合成了首例芳香性多料以四（4-溴苯基）甲烷作为四面体结构单元，使用oto 型 Ullmann 交叉偶联反应得到（如图 1.1 所示的比表面积（SBET= 5640 m2/g）。此外，PAF-1 也能力（1.3 g/g，40 bar，298 K 条件下），氢气吸附能下），苯蒸气吸附能力（1306 mg/g）和甲苯蒸气吸工作中提出的合成方法为设计合成具有储存清洁能料提供了一个新的途径。

有机聚合物,可逆反应,类型,溶剂热

图 1.2 构建多孔有机聚合物的可逆反应类型1.4.2.2 微波加热法众所周知，微波加热可以大大缩短反应时间，这一方法已经在有机化学反用了几十年。如图 1.4 所示，，以对苯二胺和 1,3,5-三羟基均苯三醛为原料合反应在标准溶剂热条件下生成 TpPa-1，需要两到三天且需 120oC 高温到高产率（60 % ~ 80 %）的满意效果[22]。而 2015 年，Zang wei 等人尝试加热条件下合成 TpPa-1，他们取对苯二胺和 1，3，5-三羟基均苯三醛以为 3:2 在 20 mL 玻璃微波管中混合，并通过微波辐射加热仅在 100oC 条拌加热 60 分钟就已达到很高产率（83 %）[23]。而且与通过标准溶剂热方的 COF 相比，微波加热合成的材料展现出相似的特征。1.4.2.2 温和条件
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ317;TB383.4

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