新型多孔有机聚合物的构筑及电化学性能研究
发布时间：2021-04-27 02:54
多孔有机聚合物（POPs）是一类具有周期性骨架和高度有序孔结构的新型多孔材料。POPs为材料的结构和功能设计提供了特殊平台,在气体存储、催化、光电转换和能量存储等领域具有广泛的应用前景。然而,POPs的弱导电性和氧化还原性使其优势远未在超级电容器电极材料中得到充分体现。因此,构筑新型POPs电极材料具有重要现实意义。本课题旨在开发新型POPs,通过引入导电、分子内氢键、镍（Ⅱ）配合物和供电子/吸电子基团到聚合物骨架中合成了结构多样的一系列POPs,其作为电极材料实现了电化学性能的提升。本论文分为四部分,主要内容如下:（1）噻吩基三维导电POPs的构筑及其电化学性能研究。以四（4-氨基苯基）甲烷和2-噻吩甲醛（或2,2-联噻吩-5-乙醛）为构筑基元,分别经过希夫碱反应和氧化聚合构筑了三维导电聚合物POP-1和POP-2。X-射线单晶衍射证实了模型化合物结构。红外光谱和固体核磁碳谱表明了POP-1和POP-2的形成。扫描和透射电镜显示,POP-1和POP-2为均匀的、交联网络结构。氮气等温吸附实验表明POP-1和POP-2的比表面积分别为342 m2 g-1...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器简介
1.2.2 超级电容器的分类
1.3 超级电容器电极材料
1.3.1 概述
1.3.2 多孔有机聚合物的研究进展
1.4 多孔有机聚合物在电化学领域中的应用
1.4.1 在超级电容器领域的应用
1.4.2 在电催化领域的应用
1.4.3 在电池领域的应用
1.5 本文研究意义和主要内容
第二章 噻吩基三维导电多孔有机聚合物的构筑及其电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器
2.2.3 电极材料的制备
2.2.4 电化学性能测试
2.2.5 构筑基元四（4-氨基苯基）甲烷（TAPM）的合成
2.2.6 三维导电多孔有机聚合物POP-1的合成
2.2.7 三维导电多孔有机聚合物POP-2的合成
2.3 结果与讨论
2.3.1 构筑基元的结构表征
2.3.2 红外光谱分析
2.3.3 固体核磁分析
2.3.4 形貌分析
2.3.5 孔结构分析
2.3.6 热稳定性分析
2.3.7 电化学性能研究
2.4 本章小结
第三章 苯并双噻唑基二维共价有机框架的构筑及其电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.2.3 电极材料的制备
3.2.4 电化学性能测试
3.2.5 2,4,6-三羟基苯-1,3,5-三甲醛（TFP）的合成
3.2.6 模型化合物邻羟基二苯基苯并双噻唑（HDB）的合成
3.2.7 共价有机框架的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 结构表征
3.3.2 红外光谱分析
3.3.3 固体核磁表征
3.3.4 X射线衍射以及结构模拟分析
3.3.5 稳定性分析
3.3.6 形貌分析
3.3.7 X射线光电子能谱分析
3.3.8 孔结构分析
3.3.9 电化学性能研究
3.4 本章小结
第四章 镍（II）配位的二维半导体共价有机框架的构筑及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验仪器表
4.2.3 Ni-COF的合成
4.2.4 Ni0-COF的合成
4.2.5 电极材料的制备
4.2.6 电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 红外光谱分析
4.3.2 固体核磁表征
4.3.3 X射线衍射以及结构模拟分析
4.3.4 形貌分析
4.3.5 稳定性分析
4.3.6 XPS图谱分析
4.3.7 孔结构分析
4.3.8 电导率测试
4.3.9 电化学性能研究
4.4 本章小结
第五章 D-A型二维共价有机框架的构筑及其电化学性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品
5.2.2 实验仪器表
5.2.3 TTF-fo的合成
5.2.4 TTF-DAQ的合成
5.2.5 TTF-DAA的合成
5.2.6 电极材料的制备
5.2.7 电化学性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 红外光谱分析
5.3.2 固体核磁表征
5.3.3 X射线衍射以及结构模拟分析
5.3.4 形貌分析
5.3.5 稳定性分析
5.3.6 XPS图谱分析
5.3.7 孔结构分析
5.3.8 电化学性能研究
5.4 本章小结
结论与展望
主要创新点
致谢
参考文献
附录 A:作者在攻读博士学位期间取得的科研成果
附录 B:聚合物的晶体学数据
【参考文献】：
期刊论文
[1]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
本文编号：3162624
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超级电容器概述
1.2.1 超级电容器简介
1.2.2 超级电容器的分类
1.3 超级电容器电极材料
1.3.1 概述
1.3.2 多孔有机聚合物的研究进展
1.4 多孔有机聚合物在电化学领域中的应用
1.4.1 在超级电容器领域的应用
1.4.2 在电催化领域的应用
1.4.3 在电池领域的应用
1.5 本文研究意义和主要内容
第二章 噻吩基三维导电多孔有机聚合物的构筑及其电化学性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器
2.2.3 电极材料的制备
2.2.4 电化学性能测试
2.2.5 构筑基元四（4-氨基苯基）甲烷（TAPM）的合成
2.2.6 三维导电多孔有机聚合物POP-1的合成
2.2.7 三维导电多孔有机聚合物POP-2的合成
2.3 结果与讨论
2.3.1 构筑基元的结构表征
2.3.2 红外光谱分析
2.3.3 固体核磁分析
2.3.4 形貌分析
2.3.5 孔结构分析
2.3.6 热稳定性分析
2.3.7 电化学性能研究
2.4 本章小结
第三章 苯并双噻唑基二维共价有机框架的构筑及其电化学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.2.3 电极材料的制备
3.2.4 电化学性能测试
3.2.5 2,4,6-三羟基苯-1,3,5-三甲醛（TFP）的合成
3.2.6 模型化合物邻羟基二苯基苯并双噻唑（HDB）的合成
3.2.7 共价有机框架的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 结构表征
3.3.2 红外光谱分析
3.3.3 固体核磁表征
3.3.4 X射线衍射以及结构模拟分析
3.3.5 稳定性分析
3.3.6 形貌分析
3.3.7 X射线光电子能谱分析
3.3.8 孔结构分析
3.3.9 电化学性能研究
3.4 本章小结
第四章 镍（II）配位的二维半导体共价有机框架的构筑及其电化学性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验仪器表
4.2.3 Ni-COF的合成
4.2.4 Ni0-COF的合成
4.2.5 电极材料的制备
4.2.6 电化学性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 红外光谱分析
4.3.2 固体核磁表征
4.3.3 X射线衍射以及结构模拟分析
4.3.4 形貌分析
4.3.5 稳定性分析
4.3.6 XPS图谱分析
4.3.7 孔结构分析
4.3.8 电导率测试
4.3.9 电化学性能研究
4.4 本章小结
第五章 D-A型二维共价有机框架的构筑及其电化学性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品
5.2.2 实验仪器表
5.2.3 TTF-fo的合成
5.2.4 TTF-DAQ的合成
5.2.5 TTF-DAA的合成
5.2.6 电极材料的制备
5.2.7 电化学性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 红外光谱分析
5.3.2 固体核磁表征
5.3.3 X射线衍射以及结构模拟分析
5.3.4 形貌分析
5.3.5 稳定性分析
5.3.6 XPS图谱分析
5.3.7 孔结构分析
5.3.8 电化学性能研究
5.4 本章小结
结论与展望
主要创新点
致谢
参考文献
附录 A:作者在攻读博士学位期间取得的科研成果
附录 B:聚合物的晶体学数据
【参考文献】：
期刊论文
[1]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
本文编号：3162624
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3162624.html
