新型刚性离子型多孔有机聚合物合成及性能

发布时间：2025-04-14 23:46

　　离子型多孔有机聚合物（iPOPs）是一类新兴的多孔材料。离子骨架的存在,使其可以引入更强的静电作用,并且可以通过简单的离子交换来调节孔结构,因此在CO₂吸附和转化、污染物移除以及催化合成等领域都得到广泛应用。尤其是刚性离子型多孔有机聚合物,由于具有刚性共轭结构,在光催化领域也展现出良好的应用前景。寻找合成刚性离子型多孔有机聚合物的新方法是当前的研究热点与挑战,其关键在于设计合成新型的构筑基元。吡喃盐是一类重要的有机合成中间体,因为具有良好的光物理化学性质、丰富的转化化学,在有机合成和光催化领域已经有广泛的应用。而利用吡喃盐化学构筑新型刚性离子型有机多孔聚合物材料仍未见报道,因此,本文从吡喃盐出发,设计合成了一系列刚性离子型多孔有机聚合物。首先,利用吡喃盐转化化学成功制备了Katritzky吡啶盐刚性有机多孔聚合物并研究了其吸附性能。利用吡喃盐和芳香伯胺转化成Katritzky吡啶盐的经典反应,首先合成了具有不同抗衡离子的双吡喃盐单体以及具有三重芳香伯胺的1,3,5-三（4-氨基苯基）三嗪,并尝试以二者为构筑基元合成具有规整结构的有机多孔框架材料。最终,通过反应条件筛...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1合成多孔有机框架,B-POF(上),P-POF(中),BP-POF(下)

目前最常用的合成策略是基于中性骨架多孔有机聚合物(POPs)的合成方法,用离子型单体取代中性单体,从而得到具有高电荷密度的离子型多孔有机聚合物。Yamamoto偶联反应是通过离子单体聚合构建刚性iPOPs一类常见的方法。如2012年,张所波课题组[21]以四(4-氯苯基)季磷盐阳....

图1.2 CPN-1-Br和CPN-1-Br的合成路线

由于具有高电荷密度,使用离子单体直接合成刚性iPOPs较为困难。选择离子型单体和中性单体聚合可以降低电荷密度,制备iPOPs更为灵活方便,因此该方法广泛应用于刚性离子型多孔有机聚合物的合成。其中,偶联反应是最常见的反应类型。2013年,Thomas及其同事[24]以Li[B(C6....

图1.3具有不同抗衡离子的多孔阳离子型聚合物(PCPs)的合成策略[27]

基于类似的方法,朱广山课题组[26]报道了一系列新型带电多孔芳族骨架PAF-23,PAF-24,PAF-25的合成。该系列聚合物由四面体结构单元四(4-碘苯基)硼酸锂(LTIPB),通过和不同的炔烃单体进行Sonogashira偶联反应构建。PAF-23,PAF-24,PAF-2....

图1.4溶剂热条件下合成CONs和COTs[34]

Zincke盐反应用于合成刚性iPOP出现较晚。在2017年,Trabolsi课题组[33]才首次合成出Zincke盐连接的刚性离子型多孔有机聚合物。该研究以Zincke盐为原料,通过Zincke反应分别在溶剂热或微波条件下制备出无定形的空心颗粒的HS和HT,以及具有晶体结构的纳....

本文编号：4039732