新型多孔有机聚合物制备、表征及性能研究

发布时间：2020-04-12 08:06

【摘要】：近年来,环境问题越来越受人们的重视。其中一方面是硝基爆炸物的爆炸性和高毒性,使得它们在地下水、土壤和社会国防安全等领域引起了广泛地关注。另一方面是半衰期长的放射性碘对环境人体造成的危害。多孔有机聚合物(POPs)作为一类新兴的功能材料,受到化学工作者们的广泛关注。多孔有机聚合物具有良好的机械稳定性,高表面积,可控的表面功能等特点,这使得它被广泛应用于气体吸附、分离、催化和离子萃取等众多领域。(1)本文首先利用有荧光性能的1,3,6,8-四溴芘(TBrPy)与硼酸类单体为构筑基元,通过Suzuki偶联反应制备三种新型荧光性多孔有机聚合物,并且通过傅里叶变换红外光谱,热重分析,氮气吸附、固体紫外光谱和荧光光谱等分析方法对其结构与性能进行系统表征。其分析结果显示,该类多孔有机聚合物具有良好的热化学稳定性以及较大的比表面积,对二氧化碳有较好的吸附能力。同时这类材料优异的荧光性能使其非常适合用于特定硝基化合物的检测。这类POPs材料分别检测了苯,溴苯,苯胺,甲苯,氯苯,苯酚、硝基苯、对硝基苯酚和对硝基氯苯的荧光响应。实验结果表明,该类POPs材料对于含有硝基苯结构的检测底物具有很好的荧光检测性能。经过对比,LNU-10对硝基苯酚具有最好的荧光检测性能,LNU-9对对硝基氯苯具有最好的荧光检测性能。(2)采用1,3,5-三乙炔基苯与具有不同构型的有机单体作为建筑基元,通过Sonogashira-Hagihara偶联反应制备四种新型多孔有机聚合物,并且通过傅里叶变换红外光谱、热重分析、粉末X-射线衍射和氮气吸附等分析方法对其结构与性能进行系统表征。实验结果显示,该类多孔有机聚合物具有优异的热化学稳定性和多孔结构。由于材料结构含氮和苯环,使其对碘分子具有特异性的相互作用力,从而可实现对放射性碘的有效捕获。
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第 1 章 前 言是真是存在的，我们平时看到的木材，还有洗衣服时出现的泡沫，以及生的由金属合金制成的生活用品，实际上从微观角度看都可以看到孔结构。那么，有人会问，何为多孔材料？在我们生活中到处可见的居民楼就可以材料的宏观映像。如图 1-1 所示，居民楼，蜂巢，泡沫均可被看做是多孔。我们把居民住宅缩小，把它们看成是纳米级别的物质，那么，高楼大厦看成是具有孔结构的材料，就可以被看成是多孔材料，居民楼内的每一个住着分子。从微观角度去看，多孔材料可以被看成是把分子按照一定的规中间空缺的材料。

再次显著提升，因而具备了极为突出的吸附氢气的能力[40]。1.3.3 共价有机骨架材料利用共价键将有机结构单元连接在一起，形成具有介孔结构或者微孔结构的一类新型的多孔高分子材料，，就是共价有机多孔聚合物。共价有机骨架材料首先由Yaghi 团队于 2005 年制备（如图 1-2）。该类材料不但合成方法简单，也具有良好的化学稳定性、溶剂稳定性、高比表面积、低密度、结构单元多样性，而这些优异的性质也使得共价有机骨架材料在许多方面的应用之中展现出了无限的潜能[41-46]。尽管共价有机骨架材料的合成方法多种多样，合成可用的单体也种类繁多，而合成所得的产物结构也十分稳定，但是利用传统方法所合成的有机多孔材料往往都是无定型的，难以控制其结构的，并且大都不可溶解、不能熔化，因此很难对这些材料进行再加工。以解决这一问题为目标，近年来在众多科研工作者坚持不懈的努力之下，也是开发出许多新型的合成方法和合成策略，为共价有机多孔聚合物的进一步发展开拓了道路。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ317;X591

【参考文献】

相关博士学位论文 前1条

1 元野;定向设计与制备多孔芳香骨架材料及其功能化[D];吉林大学;2015年

本文编号：2624483