聚合物纳米管和金属有机骨架材料的合成及应用
发布时间：2021-11-12 13:15
化学工业可以促进经济发展和满足人类多方面多角度需求,但与此同时也带来了不可忽视的环境污染,各种污染问题和中毒事件的屡屡出现在很大程度上制约了我们的生活质量。针对当前的环境污染物,很多检测方法相继被使用,与众多的检测手段相比,荧光检测方式简单便捷。因此我们合成了一系列荧光材料,包括多孔聚合物纳米管和MOFs材料,并进一步探索了它们在传感检测污染物（金属离子、有害气体和爆炸物等）方面的应用,主要内容如下:（1）多孔聚合物纳米管荧光检测金属离子的性能探究:以2,4,6-三（4-溴苯基）-[1,3,5]-三嗪（TBT）为一种单体,2,7-二溴芘（DBP）和 1,3,6,8-四溴芘（TBP）分别作为另一单体,通过镍催化的山本偶联（Yamamoto型偶联）反应得到两种多孔有机聚合物纳米管材料（PNT-2和PNT-3）。荧光测试表明,PNT-2和PNT-3都有较高的荧光强度,但是由于第二配体的不同导致了两种材料的发光颜色有所差异,PNT-2呈现出蓝色,而PNT-3则为黄色。进一步的传感实验表明:两种PNTs材料都可以在乙醇体系中通过发光淬灭效应对Fe3+进行高选择性和高灵敏度的传感识别。并提出了吸收...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?（Ａ）叠氮连接的ＣＯＦ材料（Ｐｙ－Ａｚｉｎｅ）合成示意图；（Ｂ）?Ｐｙ－Ａｚｉｎｅ－ＣＯＦ的ＡＡ堆积结构??俯视图和侧视图［１９］
色??发光ＣＭＰｓ的有效策略，可以实现很大范围内材料发射的调控［３３１??ａ）?〇．４，??ｂ）????ａｒ，?—＊＊＊￣?Ｂｎ－ＣＳ？ＣＭＰ??＾?－?ＴＰＥ－ＣＳ＾ＭＰ?＊５?ＴＰＥ－ＣＳ－ＣＭＰ??：—?ＴＰＷ＾Ｓ－ＣＭＰ?＾?獅■?１５Ｔ?ｓ??Ｉ國幢??３００?４００?５００?６００?７００?８００?４００?４５０?５００?５５０?６００?６５０?７００?７５０?８００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）??ｆＳＭＳＥｉ??图１－２?（ａ）四种ＣＭＰ材料的固态紫外吸收光谱图；（ｂ）四种ＣＭＰ材料的荧光光谱；（ｃ）四种??ＣＭＰ材料粉末在３６５?ｎｍ紫外灯下采集的照片（Ａ表示Ｂｎ－ＣＳ－ＣＭＰ；?Ｂ表示ＴＰＡ－ＣＳ－ＣＭＰ；?Ｃ??表示?ＴＰＥ－ＣＳ－ＣＭＰ；?Ｄ?表示?ＴＰＭ－ＣＳ－ＣＭＰ）?［１３］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?（ａ）?Ｓｏｌｉｄ?ＵＶ－Ｖｉｓ?ｓｐｅｃｔｒａ?ａｎｄ?（ｂ）?ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｏｕｒ?ｃｙａｎｏｓｔｉｌｂｅｎｅ?ｂａｓｅｄ??ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ?ｐｏｌｙｍｅｒｓ?（Ｂｎ－ＣＳ－ＣＭＰ：?ｂｌａｃｋ?ｌｉｎｅ，?ＴＰＡ－ＣＳ－ＣＭＰ：?ｒｅｄ?ｌｉｎｅ，?ＴＰＥ－ＣＳ－ＣＭＰ：?ｂｌｕｅ?ｌｉｎｅ，?ＴＰＭ－??ＣＳ－ＣＭＰ：?ｐｕｒｐｌｅ?ｌｉｎｅ）；?（ｃ）?ｐｈｏｔｏｓ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｏｆ?ｔｈｅｓｅ?ｆｏｕｒ?ＣＭＰｓ?ｕｎｄｅｒ?ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?３６５?ｎｍ?ＵＶ??ｈａｎｄ?ｌａｍｐ?（ｃｈａｒａｃｔｅｒ?“Ａ”：?Ｂｎ－ＣＳ－ＣＭＰ，“Ｂ”：?ＴＰＡ－ＣＳ－ＣＭ
?北京化工大学博士学位论文???１．２．１．３多孔芳香骨架材料??多孔芳香骨架材料（Ｐｏｒｏｕｓ?Ａｒｏｍａｔｉｃ?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ，?ＰＡＦｓ）是以苯环为主要组成部??分的一种多孔材料，采用共价键链接的方式。共价键的连接方式和刚性的苯环结构使??ＰＡＦｓ材料拥有较大的比表面积和良好的稳定性＾，４１］。??，２＾＾＾??ＰＡＦ－１?ＰＡＦ－３?ＰＡＦ－４??ｈｋＰ??ＰＡＦ－２?ＪＵＣ－Ｚ１??图１－３合成与模拟的几种ＰＡＦｓ材料结构模型图，其中紫色表示碳原子，蓝色表示氮原子，黄色??表示硅原子，绿色表示氧原子，棕色表示锗原子［４（）］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ａｎｄ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ＰＡＦ．?（Ｃ，?ｐｕｒｐｌｅ；?Ｎ，?ｂｌｕｅ；?Ｓｉ，?ｙｅｌｌｏｗ，?Ｏ，?ｇｒｅｅｎ，??Ｇｅ，?ｂｒｏｗｎ）［４０】．??２００９年，Ｚｈｕ课题组报道了首例ＰＡＦｓ材料（ＰＡＦ－ｌ），比表面积高达５６００?ｍ２／ｇ，??通过Ｙａｍａｍｏｔｏ偶联反应合成，是当时世界上比表面积最高的材料，同时也具有良好??的氢气和二氧化碳存储能力［４２］。他们课题组在ＰＡＦｓ材料的构筑和性能方面做出了巨??大贡献，也激发了广大科研人员的研宄兴趣。后续报道的ＰＡＦ－３在选择性吸附二氧化??碳和甲烷等温室气体方面具有优异的性能；ＰＡＦ－１１可以作为疏水材料从水中吸附甲??醇、苯和甲苯等有机小分子Ｚｈｕ课题组通过将富勒烯Ｃ６〇分子结合到ＰＡＦｓ中，将??其应用于氢气和二氧化碳气体的吸附［４４］；?Ｒｅｎ课题组将合成的ＰＡＦ－４５用于水中磺酸??盐的吸附［４５］。除了气相
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机骨架材料在传感器中的应用[J]. 钱文浩,李富盛,黄玮,丛玉凤. 化学通报. 2019(02)
[2]Porous organic polymer nanotubes as luminescent probe for highly selective and sensitive detection of Fe3+[J]. Meng Wang,Lin Guo,Dapeng Cao. Science China（Chemistry）. 2017(08)
[3]Dynamic separation of Xe and Kr by metal-organic framework and covalent-organic materials: a comparison with activated charcoal[J]. Qian Wang,Shunshun Xiong,Zhonghua Xiang,Shuming Peng,Xiaolin Wang,Dapeng Cao. Science China（Chemistry）. 2016(05)
[4]WHO《饮用水水质准则》第3版（2004）“水安全计划”简介[J]. 陆坤明. 净水技术. 2006(06)
博士论文
[1]共价有机框架材料的制备及其传感和催化性能研究[D]. 刘伟.兰州大学 2019
[2]多孔有机材料的制备及其荧光性质的研究[D]. 郭琳.北京化工大学 2018
本文编号：3490985
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?（Ａ）叠氮连接的ＣＯＦ材料（Ｐｙ－Ａｚｉｎｅ）合成示意图；（Ｂ）?Ｐｙ－Ａｚｉｎｅ－ＣＯＦ的ＡＡ堆积结构??俯视图和侧视图［１９］
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?北京化工大学博士学位论文???１．２．１．３多孔芳香骨架材料??多孔芳香骨架材料（Ｐｏｒｏｕｓ?Ａｒｏｍａｔｉｃ?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ，?ＰＡＦｓ）是以苯环为主要组成部??分的一种多孔材料，采用共价键链接的方式。共价键的连接方式和刚性的苯环结构使??ＰＡＦｓ材料拥有较大的比表面积和良好的稳定性＾，４１］。??，２＾＾＾??ＰＡＦ－１?ＰＡＦ－３?ＰＡＦ－４??ｈｋＰ??ＰＡＦ－２?ＪＵＣ－Ｚ１??图１－３合成与模拟的几种ＰＡＦｓ材料结构模型图，其中紫色表示碳原子，蓝色表示氮原子，黄色??表示硅原子，绿色表示氧原子，棕色表示锗原子［４（）］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ａｎｄ?ｓｉｍｕｌａｔｅｄ?ＰＡＦ．?（Ｃ，?ｐｕｒｐｌｅ；?Ｎ，?ｂｌｕｅ；?Ｓｉ，?ｙｅｌｌｏｗ，?Ｏ，?ｇｒｅｅｎ，??Ｇｅ，?ｂｒｏｗｎ）［４０】．??２００９年，Ｚｈｕ课题组报道了首例ＰＡＦｓ材料（ＰＡＦ－ｌ），比表面积高达５６００?ｍ２／ｇ，??通过Ｙａｍａｍｏｔｏ偶联反应合成，是当时世界上比表面积最高的材料，同时也具有良好??的氢气和二氧化碳存储能力［４２］。他们课题组在ＰＡＦｓ材料的构筑和性能方面做出了巨??大贡献，也激发了广大科研人员的研宄兴趣。后续报道的ＰＡＦ－３在选择性吸附二氧化??碳和甲烷等温室气体方面具有优异的性能；ＰＡＦ－１１可以作为疏水材料从水中吸附甲??醇、苯和甲苯等有机小分子Ｚｈｕ课题组通过将富勒烯Ｃ６〇分子结合到ＰＡＦｓ中，将??其应用于氢气和二氧化碳气体的吸附［４４］；?Ｒｅｎ课题组将合成的ＰＡＦ－４５用于水中磺酸??盐的吸附［４５］。除了气相
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属有机骨架材料在传感器中的应用[J]. 钱文浩,李富盛,黄玮,丛玉凤. 化学通报. 2019(02)
[2]Porous organic polymer nanotubes as luminescent probe for highly selective and sensitive detection of Fe3+[J]. Meng Wang,Lin Guo,Dapeng Cao. Science China（Chemistry）. 2017(08)
[3]Dynamic separation of Xe and Kr by metal-organic framework and covalent-organic materials: a comparison with activated charcoal[J]. Qian Wang,Shunshun Xiong,Zhonghua Xiang,Shuming Peng,Xiaolin Wang,Dapeng Cao. Science China（Chemistry）. 2016(05)
[4]WHO《饮用水水质准则》第3版（2004）“水安全计划”简介[J]. 陆坤明. 净水技术. 2006(06)
博士论文
[1]共价有机框架材料的制备及其传感和催化性能研究[D]. 刘伟.兰州大学 2019
[2]多孔有机材料的制备及其荧光性质的研究[D]. 郭琳.北京化工大学 2018
本文编号：3490985
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