三苯胺功能化的POSS基杂化多孔聚合物的合成及其应用研究

发布时间：2021-05-09 06:56

　　有机多孔聚合物因其大的比表面积,低骨架密度,高的热稳定性和化学稳定性等优点,在气体吸附与存储、催化、化学检测、环境保护等诸多领域有着广泛的应用。有机多孔聚合物通常选用不同刚性结构分子作为构造块,通过化学键连接方式来制备,因其合成方法的多样性和高效性是当前研究热点。选用不同拓扑结构和功能的刚性分子作为构造块进行拓扑组合,可以得到新型结构和优异性能的功能性多孔材料。笼型低聚倍半硅氧烷（POSS）是一类具有三维结构的刚性分子,具有多个反应位点,热稳定性好,这些特点使其成为制备有机-无机杂化多孔聚合物的重要构筑单元。三苯胺（TPA）及其衍生物是一种非常重要的含氮杂环化合物,因具有高荧光性、高发光效率和高光电导性等特点,使其经常用于光电器件制作。此外,高化学/热稳定性也是三苯胺具有的特性之一。以上特点使得三苯胺及其衍生物适用于制备荧光有机多孔聚合物。基于以上分析,笼型低聚倍半硅氧烷（POSS）和三苯胺的刚性结构与多官能度等特性可以使得二者通过共价键来制备新型有机-无机荧光杂化多孔聚合物。本论文围绕三苯胺功能化的POSS基杂化多孔聚合的制备与应用为中心,进行了以下三个方面的研究:1.以八乙烯基PO... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 有机多孔聚合物的设计合成及应用
        1.2.1 共价有机骨架(COFs)
        1.2.2 超交联多孔有机聚合物(HCPs)
        1.2.3 共轭微孔有机聚合物(CMPs)
        1.2.4 三嗪基有机聚合物(TOFs)
    1.3 多孔聚合物的应用领域
        1.3.1 气体分离与存储
        1.3.2 催化
        1.3.3 化学检测
        1.3.4 环境保护
        1.3.5 药物运输与释放
    1.4 POSS基杂化多孔聚合物的合成及其应用
        1.4.1 多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)简介
        1.4.2 Friedel-Crafts反应制备POSS基多孔聚合物及其应用
        1.4.3 Suzuki偶联反应制备POSS基多孔聚合物及其应用
        1.4.4 Heck反应制备POSS基多孔聚合物及其应用
    1.5 三苯胺多孔聚合物的合成及其应用
    1.6 本课题研究内容及意义
    参考文献
第二章 基于Scholl Coupling反应制备三苯胺功能化的POSS基荧光杂化多孔聚合物及其应用研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 试剂的纯化及处理
        2.2.3 仪器及测试方法
            2.2.3.1 傅里叶-红外(FT-IR)分析
            2.2.3.2 核磁共振谱分析
            2.2.3.3 多孔性能分析
            2.2.3.4 元素分析
            2.2.3.5 多孔聚合物荧光性能研究
            2.2.3.6 热重(TGA)分析
            2.2.3.7 粉末X-射线衍射(PXRD)分析
            2.2.3.8 场发射扫描电镜(FE-SEM)与能谱(EDS)分析
            2.2.3.9 高分辨率透射电镜(HR-TEM)分析
            2.2.3.10 显微共焦拉曼光谱仪(Raman Spectrometer)分析
            2.2.3.11 CO_2吸附性能分析
            2.2.3.12 碘吸附的测试分析
            2.2.3.13 金属离子检测的测试分析
            2.2.3.14 硝基化合物检测的测试分析
        2.2.4 目标产物的合成方法
            2.2.4.1 八乙烯基POSS(OVS)的合成
            2.2.4.2 三苯胺功能化笼型倍半硅氧烷单体(OTS)的合成
            2.2.4.3 三苯胺功能化的POSS基荧光杂化多孔聚合物( HLPP-OTS-1)的合成
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 实验设计
        2.3.2 OTS的结构表征
        2.3.3 HLPP-OTS-1的结构表征
        2.3.4 HLPP-OTS-1的孔性能
        2.3.5 OTS和HLPP-OTS-1的热稳定性能
        2.3.6 OTS和HLPP-OTS-1的形貌特征
        2.3.7 OTS和HLPP-OTS-1的荧光性能
        2.3.8 HLPP-OTS-1的CO_2吸附性能
        2.3.9 HLPP-OTS-1的在碘捕获方面的应用
            2.3.9.1 HLPP-OTS-1的碘蒸气吸附研究
            2.3.9.2 HLPP-OTS-1对溶液碘的吸附研究
            2.3.9.3 HLPP-OTS-1的再生和重复利用
        2.3.10 HLPP-OTS-1在荧光检测方面的应用
            2.3.10.1 金属离子检测方面的应用
            2.3.10.2 硝基化合物检测方面的应用
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 基于Friedel-Crafts反应制备三苯胺功能化的POSS基荧光杂化多孔聚合物及其应用研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 试剂的纯化及处理
        3.2.3 仪器及测试方法
            3.2.3.1 傅里叶-红外(FT-IR)分析
            3.2.3.2 元素分析
            3.2.3.3 多孔性能分析
            3.2.3.4 热重(TGA)分析
            3.2.3.5 粉末X-射线衍射(PXRD)分析
            3.2.3.6 硝基化合物检测的测试分析
        3.2.4 三苯胺功能化的POSS基荧光杂化多孔聚合物(HLPP-OTS-2)的合成方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 HLPP-OTS-2的结构表征
        3.3.2 HLPP-OTS-2的热稳定性
        3.3.3 HLPP-OTS-2的形貌特征
        3.3.4 HLPP-OTS-2的孔性能
        3.3.5 HLPP-OTS-2的荧光性能
        3.3.6 HLPP-OTS-2对硝基化合物检测性能的研究
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3176847