三苯基膦和三苯基氧化膦功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备及其应用研究

发布时间：2017-12-07 23:23

  本文关键词：三苯基膦和三苯基氧化膦功能化的POSS基杂化多孔聚合物的制备及其应用研究

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【摘要】：多孔聚合物因其优异的性能在气体存储与分离、异相催化、化学检测、环境保护等诸多领域显示出非常好的应用前景。而POSS基多孔聚合物因其合成方法的多样性和优异的性能,成为近年来多孔聚合物的研究热点方向之一。本论文围绕着三苯基膦和三苯基氧化膦功能化的POSS基杂化多孔聚合物的设计、合成及其应用这一主题,主要开展了以下几个方面的研究工作:1.以八乙烯基POSS(OVS)和三苯基膦(TPP)及其衍生物三苯基氧化膦(TPPO)为构筑单元,通过Friedel-Crafts反应合成了两个平行系列的含磷的POSS 基杂化多孔聚合物 HP-TPPs(HP-TPP-1～HP-TPP-4)和 HP-TPPOs(HP-TPPO-1～HP-TPPO-4)。红外、固体核磁和元素分析结果表明成功地制备了 HP-TPPs和HP-TPPOs。N2吸附结果表明所合成的多孔聚合物的比表面积范围在581-1105 m2g-1之间,孔体积范围在0.32-0.82m3g-1之间,同时发现通过改变原料TPP或者TPPO相对于OVS的摩尔比,可以调控所得多孔聚合物的孔性能参数。TGA、PXRD、FE-SEM和HR-TEM结果表明所合成的多孔聚合物具有良好的热稳定性能,是无定型材料。并研究了比表面积最大的HP-TPP-4和HP-TPPO-4在C02吸附领域的应用。在298 K/101 kPa条件下,HP-TPP-4和HP-TPPO-4 对 C02 的最大吸附量分别为 3.97 wt%(0.90 mmol g-1)和 4.63 wt%(1.05 mmol g-1)。2.分别选取两个平行系列中比表面积最大的HP-TPP-4和HP-TPPO-4,对比研究了其对三种具有不同尺寸、不同带电性质的染料(罗丹明B(RB)、亚甲基蓝(MEB)和甲基橙(MO))的吸附性能。其中,HP-TPP-4对RB、MEB和MO的吸附量分别为675、154和26mgg-1;HP-TPPO-4对RB、MEB和MO的吸附量分别为829、145和65 mg g-1。并用线性的Langmuir等温模型、Freundlich等温模型和Dubinin-Radushkevich等温模型对HP-TPP-4和HP-TPPO-4吸附RB的吸附等温曲线进行模拟研究,结果表明HP-TPP-4对RB的吸附等温曲线和Langmuir模型相吻合;HP-TPPO-4对RB的吸附等温曲线和Dubinin-Radushkevich模型相吻合。同时对HP-TPP-4和HP-TPPO-4吸附RB的动力学行为进行研究,并采用线性的准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型对HP-TPP-4和HP-TPPO-4吸附RB的动力学过程进行了模拟研究,结果表明HP-TPP-4和HP-TPPO-4对RB的吸附动力学过程都符合准二级动力学模型。进一步对回收的吸附剂进行了 N2吸附-脱附实验表征,结果表明吸附剂的比表面积和总体积都有所下降,但仍具有多孔结构,可重复利用。由此可见,吸附剂HP-TPP-4和HP-TPPO-4在污水处理尤其是纺织工业废水处理领域具有一定的潜在应用价值。3.分别选取两个平行系列中具有一定比表面积、磷元素含量最高的HP-TPP-1和HP-TPPO-1作为贵金属催化剂醋酸钯的负载剂,制备了两种异相催化剂(分别命名为 HP-TPP-1-Pd 和 HP-TPPO-1-Pd),并研究其在 Suzuki-Miyaura偶联反应和Heck偶联反应中的催化性能。HP-TPP-1-Pd和HP-TPPO-1-Pd在Suzuki-Miyaura偶联反应中表现出较高的催化活性,在三小时内目标产物的生成率均可达到99%;在Heck偶联反应中,HP-TPP-1-Pd催化的目标产物的生成率为95%,HP-TPPO-1-Pd催化的目标产物的生成率为99%。由此可见,负载剂HP-TPP-1和HP-TPPO-1在异相催化领域具有一定的潜在应用价值。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ317;TB383.4

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 戴志锋;陈芳;孙琦;纪妍妍;王亮;孟祥举;肖丰收;;多孔有机聚合物负载钯作为高效C C偶联反应多相催化剂（英文）[J];催化学报;2016年01期

2 王昌安;王为;;有机多孔催化研究进展[J];化学学报;2015年06期

3 李悦;刘昆;姚春战;刘大成;郝斌;;烧结温度对过滤用SiO_2多孔陶瓷性能的影响[J];粉末冶金工业;2015年03期

4 朱虹;韩杰才;张宇民;张立刚;;菱形十二面体闭孔多孔材料表征量特性研究[J];功能材料;2010年11期

5 ;Synthesis and Characterization of Ferrocenyl Substituted Styryl Octasilsesquioxane[J];Chinese Chemical Letters;2006年04期

6 李方文,邱喜阳,马淞江;海泡石改性及处理印染废水的研究[J];环境科学与技术;2005年01期

7 田清华,赵高凌,韩高荣;PEG对二氧化钛薄膜的微观结构和染料吸附性能的影响[J];功能材料;2004年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 冯上升;金东范;卢天健;;中空固体骨架开孔金属泡沫强制对流[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 林俊雄;硅藻土基吸附剂的制备、表征及其染料吸附特性研究[D];浙江大学;2007年

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本文编号：1264201