新型多孔有机骨架材料的设计、合成及性能研究
[Abstract]:Because of its high specific surface area, low skeleton density, high stability and modifiability, porous organic skeleton material POFs has potential applications in gas storage, separation and fluorescence sensing. In this paper, a series of new porous organic skeleton materials were designed and synthesized by using low cost and functionalized organic monomers, and their applications in gas adsorption and fluorescence sensing were studied. First, the cheap and easily available CC was used as the raw material. Two triazin-based skeleton materials CC-CBP, CC-DPP.CC-CBP and CC-DPP were synthesized by Fourier reaction with nitrogen-containing monomers 4C4C4- bis (9- carbazole) biphenyl (CBP) and 1- 4- bis (diphenylamino) benzene (DPP) under anhydrous aluminum chloride catalyst, respectively. Two triazine matrix materials, CC-CBP and CC-DPP, were adsorbed in gas. The specific surface area of BET is 729.5 mm2 / g and 833.0 mm2 / g respectively. The IAST selectivity of CO_2 to CO_2/N_2 was 49 and 75 at 1 ~ 273K and 150.6 mg/g, respectively, at 115.9 mg/g and 150.6 mg/g, respectively. In addition, CC-DPP exhibited high adsorption capacity (182.4 cm~3/g,1.63 wt%,77 K/1bar). CC-CBP skeleton had large 蟺 -conjugated system and a large number of carbazole groups with good luminescence. TNP and Fe~ (2) of p-nitroaromatic explosives had good fluorescence sensing properties. The quenching constants Ksv [TNP] and Ksv [Fe~ (2)] are as high as 18495 M-1 and 23034.8 M-1. Secondly, the porous polymers S-DPA-S-TPE and F-TPEwere prepared by Scholling reaction and hypercrosslinking of FDA, using diphenylacetylene DPA and tetrastyrene TPE as monomers, which had high BET specific surface area and good thermal stability. The adsorption experiments show that S-DPA-S-TPE and F-TPE have good application prospects in CO_2 capture and Hap2 storage. The specific surface area of BET is as high as 898.0m~2/g (S-DPA) 1208.7 mg / g (S-TPE) and 1270.3 mt2 / g (F-TPE). The amount of CO_2 adsorbed by S-TPE was up to 167.2 mg/g (3. 8 mmol/g) at 273K and 175.2 cm~3/g (1. 56 wt%) at 1 mg/g 77K, which was attributed to its high micropore volume (0. 30 cm~3/g). The fluorescence measurement shows that F-TPE has good luminescence performance. Therefore, we have studied the fluorescence sensing performance of F-TPE p-nitroaromatics explosive TNP, whose Ksv [TNP] value is 12192 M-1. Finally, two new polyimide materials, PI-a and PI-b (with DMSO solvent), were synthesized by using the monomers of PTCDA and TAPB in Zn (OAc) _ 2 catalyst. PI-a can identify Ag~ (turn-off type) and nitroaromatic explosive TNP (turn-on type) Ksv [Ag~] is 21916.4 M-1, the detection limit is 8.1 脳 10 ~ (-6) mol/L.PI-a at high temperature to form a carbon material PI-C-600,PI-C-600 has a high BET surface area (981.7 mt2g / g), at the same time has a good adsorption ability to CO_2 (129.4). Mg/g,273K/1bar) and adsorption selectivity (CO_2/N_2:68,IAST). These results indicate that the carbon materials of polyimide material PIs with aromatic ring and triphenyl benzene ring have great potential in CO_2 capture.
【学位授予单位】:山西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O641.4
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,本文编号:2215472
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