酸-碱调控结构可变形的2D共价有机框架

发布时间：2022-12-21 22:41

　　尽管目前具有二维共价有机网络（2D Covalent Organic Networks,2D-CON）结构的合成二维聚合物材料发展迅速;然而,构筑既具有精确的长程横向有序性又具有结构变形性的2D-CON材料仍然是一个巨大的挑战。现已报道的2D-CON材料主要是通过刚性对称性单体分子之间的可逆动态共价化学反应进行制备,这种构筑策略使所制备的2D-CON材料往往具有较差的结构变形能力,从而限制了这类材料的应用范围。本论文首次提出一种基于非共价预组织大环构筑基元的新策略,并将其成功应用于构筑具有独特非共价连接骨架的结构可变形性二维共价有机框架（Covalent Organic Framework,COF）。首先,我们设计并合成了一类含有脲基嘧啶酮（UPy）四重氢键模块的环状二胺单体,通过其与1,3,5-三甲酰基间苯三酚之间的溶剂热缩合反应成功制备了一种骨架中含有UPy四重氢键二聚体连接片段的COF材料（UPy-COF）。通过FT-IR光谱、固体核磁氢谱以及碳谱、XRD粉末衍射和计算模拟、SEM和TEM等一系列表征实验证明该UPy-COF具有层状周期性二维网络结构。进一步研究结果表明,使用酸（... 

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 COFs材料概述
    1.3 COFs材料多样性
        1.3.1 COFs键合方式多样性
        1.3.2 COFs拓扑结构多样性
    1.4 COFs的应用
        1.4.1 COFs材料的功能化设计
        1.4.2 气体的吸附与储存
        1.4.3 多相催化
        1.4.4 药物的运输与释放
        1.4.5 质子传导与电能储存
        1.4.6 化学传感
        1.4.7 光电材料
    1.5 结构柔性的COF材料
        1.5.1 基于柔性单体构筑柔性COFs
        1.5.2 基于模板法构筑柔性COFs
    1.6 本论文研究目的
第二章 结构可变形的柔性COF的构筑
    2.1 引言
    2.2 课题设计
    2.3 目标分子的设计与合成
        2.3.1 四重氢键预组织大环二胺单体的合成
        2.3.2 非环状二胺单体的合成
        2.3.3 UPy-COF与 UPy-SOF的合成
    2.4 UPy-COF的结构表征
        2.4.1 红外谱图分析
        2.4.2 固体核磁分析
        2.4.3 热重分析
        2.4.4 PXRD和结构模拟
        2.4.5 UPy-COF微观形貌表征
    2.5 N_2的吸脱附实验
    2.6 UPy-COF的酸-碱调控结构变形行为研究
    2.7 UPy-SOF结构表征
        2.7.1 红外光谱分析
    2.8 UPy-COF与 UPy-SOF对比实验
    2.9 总结
第三章 实验部分
    3.1 实验通则
    3.2 实验合成部分
参考文献
附录 Ⅰ 部分化合物的表征图
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Soluble Two-dimensional Supramolecular Organic Frameworks（SOFs）:An Emerging Class of 2D Supramolecular Polymers with Internal Longrange Orders[J]. Shu-Yan Jiang,Xin Zhao.  Chinese Journal of Polymer Science. 2019(01)



本文编号：3722912