基于咔唑的亚胺类共价有机框架的合成及其性能研究
发布时间：2022-12-25 10:35
共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,COFs）是一类由连接单元和共价连锁单元构成的晶态多孔聚合物。十几年来,由于具有规整而可调节的孔结构、低密度和较大的比表面积等特点,COFs在气体吸附与分离、药物传输、催化、传感和储能等领域一直受到广泛关注。COFs的实际应用在今后很长一段时间会受限于其连锁单元的种类、多环境稳定性和批量生产等。其中构筑新的连锁单元需依赖新的可逆反应和新的拓扑结构,本文将利用咔唑衍生物特殊的几何结构,合成新的C2对称性单体及其二维新拓扑结构COFs,为COFs拓扑结构多样化提供新思路。在本文第二章,首先合成了五个单体,并通过核磁和红外等对它们进行了结构表征。然后探索了基于已合成单体的COFs的合成条件,成功合成了五个亚胺类COFs。以9-（4-氨基苯基）-3,6-咔唑二胺为底物,与2,5-二甲氧基-1,4-苯二甲醛、2,5-二羟基-1,4-苯二甲醛和2,3-二甲氧基-1,4-苯二甲醛反应,分别合成了COF-P1、COF-P2和COF-P3;以1,3,5-苯三甲酰肼为底物,与2,5-二甲氧基-1,4-苯二甲醛和1,...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 COFs材料简介
1.2 COFs材料的设计
1.2.1 骨架设计
1.2.2 连接COFs单体的共价键类型
1.3 COFs的合成方法
1.3.1 溶剂热法
1.3.2 室温合成法
1.3.3 低温合成法
1.3.4 微波辅助法
1.3.5 表面合成法
1.3.6 离子热法
1.4 COFs材料的应用
1.4.1 COFs材料在气体吸附和分离方面的应用
1.4.2 COFs材料在荧光与传感方面的应用
1.4.3 COFs材料在催化方面的应用
1.4.4 COFs材料在载药方面的应用
1.4.5 COFs材料在能量储存与转换方面的应用
1.5 论文的立论依据和设计思路
第二章 基于咔唑基的亚胺类COFs的制备和表征
2.1 实验试剂和仪器设备
2.2 单体的合成
2.2.1 9-(4-氨基苯基)-3,6-咔唑二胺的合成
2.2.2 1 ,3,5-苯三甲酰肼的合成
2.2.3 2 ,5-二甲氧基-1,4-苯二甲醛的合成
2.2.4 2 ,5-二羟基-1,4-苯二甲醛的合成
2.2.5 2 ,3-二甲氧基-1,4-苯二甲醛的合成
2.2.6 2 ,3-二羟基-1,4-苯二甲醛的合成
2.3 COFs的合成
2.3.1 基于咔唑的COF-P1的合成
2.3.2 基于咔唑的COF-P2的合成
2.3.3 基于咔唑的COF-P3的合成
2.3.4 基于酰腙的COF-P4的合成
2.3.5 基于酰腙的COF-P5的合成
2.4 已合成COFs的结构表征
2.4.1 基于咔唑的COF-P1的结构表征
2.4.2 基于咔唑的COF-P2的结构表征
2.4.3 基于咔唑的COF-P3的结构表征
2.4.4 基于酰腙的COF-P4的结构表征
2.4.5 基于酰腙的COF-P5的结构表征
2.5 已合成COFs的热稳定性
2.5.1 基于咔唑的COFs的热稳定性
2.5.2 基于酰腙的COFs的热稳定性
第三章 亚胺类COFs的性能研究
3.1 基于咔唑的COF-P1 的CO_2/N_2 的吸附与分离
3.1.1 COF-P1的CO_2 分离性能
3.1.2 COF-P1的吸附热
3.2 基于咔唑的COF-P2 的CO_2/N_2 的吸附与分离
3.2.1 COF-P2的CO_2 分离性能
3.2.2 COF-P2的吸附热
3.3 基于咔唑的COF-P3 的CO_2/N_2 的吸附与分离
3.3.1 COF-P3的CO_2 分离性能
3.3.2 COF-P3的吸附热
3.4 基于咔唑的COFs的载药性能
3.5 基于酰腙的COF-P4(P5)的对染料的吸附性能
3.5.1 染料的标准曲线
3.5.2 COF-P4(P5)对染料的吸附试验
第四章 结论
参考文献
附图
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]共价有机骨架的设计、制备及应用[J]. 周婷,龚祎凡,郭佳. 功能高分子学报. 2018(03)
[2]C2H4/CO2混合体系在活性炭上吸附的实验与模型[J]. 刘伟,孙林兵,刘晓勤. 高校化学工程学报. 2012(01)
硕士论文
[1]COFs材料多级孔道结构和离子性孔壁结构的研究[D]. 何改粉.兰州大学 2017
[2]分子模拟技术在COF材料研究中的应用[D]. 高佳.兰州大学 2012
本文编号：3726447
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 COFs材料简介
1.2 COFs材料的设计
1.2.1 骨架设计
1.2.2 连接COFs单体的共价键类型
1.3 COFs的合成方法
1.3.1 溶剂热法
1.3.2 室温合成法
1.3.3 低温合成法
1.3.4 微波辅助法
1.3.5 表面合成法
1.3.6 离子热法
1.4 COFs材料的应用
1.4.1 COFs材料在气体吸附和分离方面的应用
1.4.2 COFs材料在荧光与传感方面的应用
1.4.3 COFs材料在催化方面的应用
1.4.4 COFs材料在载药方面的应用
1.4.5 COFs材料在能量储存与转换方面的应用
1.5 论文的立论依据和设计思路
第二章 基于咔唑基的亚胺类COFs的制备和表征
2.1 实验试剂和仪器设备
2.2 单体的合成
2.2.1 9-(4-氨基苯基)-3,6-咔唑二胺的合成
2.2.2 1 ,3,5-苯三甲酰肼的合成
2.2.3 2 ,5-二甲氧基-1,4-苯二甲醛的合成
2.2.4 2 ,5-二羟基-1,4-苯二甲醛的合成
2.2.5 2 ,3-二甲氧基-1,4-苯二甲醛的合成
2.2.6 2 ,3-二羟基-1,4-苯二甲醛的合成
2.3 COFs的合成
2.3.1 基于咔唑的COF-P1的合成
2.3.2 基于咔唑的COF-P2的合成
2.3.3 基于咔唑的COF-P3的合成
2.3.4 基于酰腙的COF-P4的合成
2.3.5 基于酰腙的COF-P5的合成
2.4 已合成COFs的结构表征
2.4.1 基于咔唑的COF-P1的结构表征
2.4.2 基于咔唑的COF-P2的结构表征
2.4.3 基于咔唑的COF-P3的结构表征
2.4.4 基于酰腙的COF-P4的结构表征
2.4.5 基于酰腙的COF-P5的结构表征
2.5 已合成COFs的热稳定性
2.5.1 基于咔唑的COFs的热稳定性
2.5.2 基于酰腙的COFs的热稳定性
第三章 亚胺类COFs的性能研究
3.1 基于咔唑的COF-P1 的CO_2/N_2 的吸附与分离
3.1.1 COF-P1的CO_2 分离性能
3.1.2 COF-P1的吸附热
3.2 基于咔唑的COF-P2 的CO_2/N_2 的吸附与分离
3.2.1 COF-P2的CO_2 分离性能
3.2.2 COF-P2的吸附热
3.3 基于咔唑的COF-P3 的CO_2/N_2 的吸附与分离
3.3.1 COF-P3的CO_2 分离性能
3.3.2 COF-P3的吸附热
3.4 基于咔唑的COFs的载药性能
3.5 基于酰腙的COF-P4(P5)的对染料的吸附性能
3.5.1 染料的标准曲线
3.5.2 COF-P4(P5)对染料的吸附试验
第四章 结论
参考文献
附图
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]共价有机骨架的设计、制备及应用[J]. 周婷,龚祎凡,郭佳. 功能高分子学报. 2018(03)
[2]C2H4/CO2混合体系在活性炭上吸附的实验与模型[J]. 刘伟,孙林兵,刘晓勤. 高校化学工程学报. 2012(01)
硕士论文
[1]COFs材料多级孔道结构和离子性孔壁结构的研究[D]. 何改粉.兰州大学 2017
[2]分子模拟技术在COF材料研究中的应用[D]. 高佳.兰州大学 2012
本文编号：3726447
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3726447.html
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