共价有机骨架材料薄膜的制备与加工

发布时间：2017-10-04 20:16

  本文关键词：共价有机骨架材料薄膜的制备与加工

  更多相关文章： COFs薄膜 化学结构 孔道结构 杂化薄膜 图案化COFs薄膜

【摘要】：共价有机骨架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一类新兴的有机多孔晶体材料。由于具有较大的比表面积、规则可调的孔径和可拆剪的化学性质等特点,COFs材料在气体分离、化学传感、催化、药物传输等方面表现出巨大的应用潜力。材料的器件化对于充分开发和利用材料的性质与功能具有重要的意义,而薄膜是器件中最基本和常见的结构单元。然而,COFs材料通常以难溶的粉末形式出现,这严重的限制了COFs材料的在某些领域的应用。本论文中,我们选用DAB-TFP COF,DAAQ-TFP COF及TAPB COF作为实验对象,利用溶剂热沉积技术制备了三种高质量的COFs材料薄膜,结合传统的半导体加工技术我们还对DAB-TFP COF膜层进行了微加工研究。相关的研究主要从以下三个方面展开:(1)利用溶剂热薄膜沉积技术,我们选择了DAB-TFP COF作为研究对象。通过对反应物浓度、催化剂用量、反应时间等条件的调节,我们成功地在多种基底上制备了平整、致密、无缺陷且具有取向性的DAB-TFP COF薄膜。然后选用合适的表征手段对DAB-TFP COF薄膜的化学结构及孔道结构进行了细致的研究。(2)利用溶剂热合成法我们制备了具有氧化还原活性的DAAQ-TFP COF及大孔径的TAPB COF材料薄膜。COF薄膜致密、无缺陷、完全铺满基底。扩展COFs材料的生长基底,我们还制备了CNT/DAAQ-TFP COF复合材料。(3)结合溶剂热薄膜沉积技术和半导体加工技术,我们发展了两种有效的COFs薄膜加工策略。利用层-层沉积法我们制备了DAB-TFP COF/Pt杂化薄膜;通过传统光刻技术或区域选择性生长的方法,我们制备了图案化的DAB-TFP COF薄膜。
【关键词】：COFs薄膜 化学结构 孔道结构 杂化薄膜 图案化COFs薄膜
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-33
• 1.1 引言8-9
• 1.2 COFS材料的种类9-14
• 1.2.1 含硼类COFs材料9-10
• 1.2.2 亚胺类COFs材料10-12
• 1.2.3 三嗪类COFs材料12-13
• 1.2.4 聚酰亚胺类COFs材料13-14
• 1.3 COFS薄膜的制备方法14-20
• 1.3.1 表面控制合成法14-16
• 1.3.2 溶剂热合成法16-18
• 1.3.3 超声化学合成法18-19
• 1.3.4 微波合成法19-20
• 1.4 COFS薄膜的应用20-25
• 1.4.1 COFs薄膜在传感中的应用20-22
• 1.4.2 COFs薄膜在分离方面的应用22
• 1.4.3 COFs薄膜在光电器件中的应用22-24
• 1.4.4 COFs薄膜在电极中的应用24-25
• 1.5 课题的研究意义及内容25-26
• 1.5.1 研究意义25
• 1.5.2 研究内容25-26
• 参考文献26-33
• 第二章 DAB-TFP COF薄膜的制备及结构研究33-53
• 2.1 研究背景33-34
• 2.2 实验部分34-37
• 2.2.1 实验材料及仪器34-36
• 2.2.2 COF材料生长基底的修饰36
• 2.2.3 DAB-TFP COF薄膜的合成36-37
• 2.2.4 DAB-TFP COF薄膜电化学测试37
• 2.3 结果与讨论37-49
• 2.3.1 DAB-TFP COF材料的表征37-47
• 2.3.2 DAB-TFP COF薄膜的电化学透过性研究47-48
• 2.3.3 DAB-TFP COF薄膜的孔道结构推测48-49
• 2.4 本章小节49
• 参考文献49-53
• 第三章 DAAQ-TFP COF和TAPB COF薄膜的制备53-69
• 3.1 研究背景53
• 3.2 实验部分53-56
• 3.2.1 实验材料及仪器54
• 3.2.2 COFs材料的合成54-56
• 3.3 COFS材料的表征56-65
• 3.3.1 DAAQ-TFP COF薄膜的表征56-58
• 3.3.2 CNT/DAAQ-TFP COF复合材料的表征58-62
• 3.3.3 TAPB COF薄膜的表征62-65
• 3.4 本章小结65-66
• 参考文献66-69
• 第四章 DAB-TFP COF薄膜的加工研究69-83
• 4.1 研究背景69
• 4.2 实验部分69-73
• 4.2.1 实验材料及仪器70
• 4.2.2 Si片的疏水处理及PDMS印章加工70-71
• 4.2.3 DAB-TFP COF薄膜的加工方法71-73
• 4.3 结果与讨论73-80
• 4.3.1 DAB-TFP COF/Pt杂化薄膜的表征73-77
• 4.3.2 图案化DAB-TFP COF薄膜的表征77-80
• 4.4 本章小节80
• 参考文献80-83
• 第五章 结论83-84
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文84-85
• 致谢85-86

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本文编号：972631