杂原子型微孔聚合物的构筑及气体吸附性能研究
发布时间：2023-01-08 15:40
微孔有机聚合物是一类具有高比表面积、孔道结构性质可调、低密度以及优异的热稳定和化学稳定性的多孔材料,在气体储存、气体吸附分离和有机污染物捕获方面显示出了良好的应用潜力。本论文基于孔道结构控制和杂原子功能化策略,设计合成了一系列富含极性杂原子（N、O、F）和金属离子（Fe2+）的微孔聚合物材料:聚缩醛胺、氟化聚合物和聚卟啉。重点考察了构筑单体的空间构型、连接臂及化学组成变化对聚合物比表面积和孔结构参数的影响。进一步研究了聚合物的化学组成和孔道结构与CO2吸附分离,H2储存及挥发性有机蒸气吸附之间的关系。论文的主要研究内容如下:（1）设计合成了具有不同数量醛基取代的三苯胺醛单体,与三聚氰胺进行缩聚制得了三苯胺功能化的超微孔聚缩醛胺。研究发现,三苯胺的刚性立体结构是形成超微孔结构的关键,醛基数量越多,孔隙率越高。TMPs的BET 比表面积介于452-709 m2/g,孔径大小集中在0.52 nm,N含量高达42.88 wt%,CO2/N2和CO2/CH4 选择性高达 186.6 和 23.7（273 K/1.0 bar）。进一步利用 1,4-双（2,4-二胺基-1,3,5-三嗪）苯与四面体的...
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 微孔有机聚合物的研究进展
1.2.1 微孔有机聚合物的概述
1.2.2 共价有机骨架材料(COFs)
1.2.3 共价三嗪骨架材料(CTFs)
1.2.4 固有微孔聚合物(PIMs)
1.2.5 超交连聚合物(HCPs)
1.2.6 共轭微孔有机聚合物(CMPs)
1.3 用于气体吸附与分离的功能型微孔有机聚合物
1.3.1 微孔聚苯并咪唑
1.3.2 微孔聚缩醛胺
1.3.3 微孔聚咔唑
1.3.4 微孔聚卟啉
1.3.5 氟功能化微孔机聚合物
1.4 本论文研究思路和研究内容
第2章 立体多醛基微孔聚缩醛胺合成及气体吸附性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及原料
2.2.2 测试仪器及方法
2.2.3 单体的合成
2.2.4 立体多醛基微孔聚缩醛胺的合成
2.3 三苯胺基微孔聚缩醛胺的合成及性能研究
2.3.1 三苯胺基微孔聚缩醛胺的合成与表征
2.3.2 三苯胺基微孔聚缩醛胺的孔结构
2.3.3 三苯胺基微孔聚缩醛的CO_2吸附与分离性能
2.4 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的合成及吸附性能研究
2.4.1 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的合成与表征
2.4.2 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的孔结构
2.4.3 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的CO_2吸附与分离性能
2.4.4 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的H_2吸附性能
2.4.5 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺蒸气吸附性能
2.5 本章小结
第3章 立体多胺基微孔聚缩醛胺合成及气体吸附性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及原料
3.2.2 测试仪器及方法
3.2.3 单体的合成
3.2.4 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的合成与表征
3.3.2 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的孔结构
3.3.3 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的CO_2吸附与分离性能研究
3.3.4 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的H_2吸附性能研究
3.3.5 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺蒸气吸附性能
3.4 本章小结
第4章 四苯基金刚烷基含氰微孔有机聚合物的设计、合成及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及原料
4.2.2 测试仪器及方法
4.2.3 单体的合成
4.2.4 氟化微孔有机聚合物的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的合成与表征
4.3.2 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的孔结构
4.3.3 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的CO_2吸附与分离性能
4.3.4 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的H_2吸附性能
4.3.5 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的有机蒸气吸附性能
4.4 本章小结
第5章 卟啉基微孔有机聚合物的设计、合成及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂及原料
5.2.2 测试仪器及方法
5.2.3 单体合成
5.2.4 微孔聚卟啉的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 微孔聚卟啉的合成与表征
5.3.2 微孔聚卟啉的孔结构
5.3.3 微孔聚卟啉的CO_2吸附与分离性能
5.3.4 微孔聚卟啉的H_2吸附性能
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 今后工作建议
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3728734
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 微孔有机聚合物的研究进展
1.2.1 微孔有机聚合物的概述
1.2.2 共价有机骨架材料(COFs)
1.2.3 共价三嗪骨架材料(CTFs)
1.2.4 固有微孔聚合物(PIMs)
1.2.5 超交连聚合物(HCPs)
1.2.6 共轭微孔有机聚合物(CMPs)
1.3 用于气体吸附与分离的功能型微孔有机聚合物
1.3.1 微孔聚苯并咪唑
1.3.2 微孔聚缩醛胺
1.3.3 微孔聚咔唑
1.3.4 微孔聚卟啉
1.3.5 氟功能化微孔机聚合物
1.4 本论文研究思路和研究内容
第2章 立体多醛基微孔聚缩醛胺合成及气体吸附性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂及原料
2.2.2 测试仪器及方法
2.2.3 单体的合成
2.2.4 立体多醛基微孔聚缩醛胺的合成
2.3 三苯胺基微孔聚缩醛胺的合成及性能研究
2.3.1 三苯胺基微孔聚缩醛胺的合成与表征
2.3.2 三苯胺基微孔聚缩醛胺的孔结构
2.3.3 三苯胺基微孔聚缩醛的CO_2吸附与分离性能
2.4 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的合成及吸附性能研究
2.4.1 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的合成与表征
2.4.2 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的孔结构
2.4.3 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的CO_2吸附与分离性能
2.4.4 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺的H_2吸附性能
2.4.5 四面体和螺环多醛基微孔聚缩醛胺蒸气吸附性能
2.5 本章小结
第3章 立体多胺基微孔聚缩醛胺合成及气体吸附性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及原料
3.2.2 测试仪器及方法
3.2.3 单体的合成
3.2.4 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的合成
3.3 结果与讨论
3.3.1 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的合成与表征
3.3.2 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的孔结构
3.3.3 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的CO_2吸附与分离性能研究
3.3.4 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺的H_2吸附性能研究
3.3.5 四苯基金刚烷多胺基微孔聚缩醛胺蒸气吸附性能
3.4 本章小结
第4章 四苯基金刚烷基含氰微孔有机聚合物的设计、合成及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及原料
4.2.2 测试仪器及方法
4.2.3 单体的合成
4.2.4 氟化微孔有机聚合物的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的合成与表征
4.3.2 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的孔结构
4.3.3 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的CO_2吸附与分离性能
4.3.4 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的H_2吸附性能
4.3.5 四苯基金刚烷基含氟微孔有机聚合物的有机蒸气吸附性能
4.4 本章小结
第5章 卟啉基微孔有机聚合物的设计、合成及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂及原料
5.2.2 测试仪器及方法
5.2.3 单体合成
5.2.4 微孔聚卟啉的合成
5.3 结果与讨论
5.3.1 微孔聚卟啉的合成与表征
5.3.2 微孔聚卟啉的孔结构
5.3.3 微孔聚卟啉的CO_2吸附与分离性能
5.3.4 微孔聚卟啉的H_2吸附性能
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 创新点
6.3 今后工作建议
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3728734
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