当前位置:主页 > 硕博论文 > 工程博士论文 >

含卟啉基团的多孔芳香骨架材料的设计、合成及其性质研究

发布时间:2018-05-03 07:15

  本文选题:多孔芳香骨架材料 + 卟啉 ; 参考:《吉林大学》2017年博士论文


【摘要】:有机多孔材料(Porous Organic Frameworks,POFs)是一类利用有机基块通过共价键连接构筑而成的新型多孔材料,近年来发展尤为迅速。它具有超高的比表面积、超高的稳定性、孔道的可控性和官能团可修饰性,优异的性质使它们在气体的储存与分离,有机催化,能源存储与传递等领域有巨大的应用前景。卟啉作为一类重要的仿生原料也有非常优异的性质,人们对其在仿生领域、光电领域的优秀性能一直有着浓厚的兴趣。本论文立足于含有卟啉基团的多孔芳香骨架材料的设计合成,研究材料在小分子烷烃存储与分离、有机催化及电催化析氧性能方面具有潜在的应用价值。首先,利用AlCl_3催化的肖尔反应,以四苯基卟啉为单体合成了PAF-40,以四苯基卟啉-Fe和四苯基卟啉-Mn为单体合成了PAF-40-Fe和PAF-40-Mn,探究金属离子的引入对材料比表面积和气体吸附分离性质的影响。我们测试了这三个材料的小分子烷烃吸附性能,并用IAST计算了C2和C3小分子烷烃对于CH4的分离比。结果显示,PAF-40s材料具有较高的气体吸附量,PAF-40-Fe提高了小分子烷烃的吸附焓,PAF-40-Mn大大提高了C2和C3小分子烷烃对CH4的分离比。其次,利用Suzuki偶联反应,以四苯甲烷四硼脂和四溴四苯基卟啉为单体合成了PAF-76,以四溴四苯基卟啉-Fe、四溴四苯基卟啉-Mn和四溴四苯基卟啉-Zn代替四溴四苯卟啉,分别合成了PAF-76-Fe、PAF-76-Mn和PAF-76-Zn。我们对上述材料进行了苯乙烯催化氧化的性质测试,催化结果表明,PAF-76s有优异的催化性能,其中PAF-76-Mn在苯乙烯的高转化率,对苯乙醛产物的高选择性方面具有最好催化性能,这是由于框架中的单一和高度密集的金属位点在微孔骨架的富集。合成的PAF-76s催化剂显示出高的热稳定性,良好的再循环性和对溶剂的优异的耐用性都证明了其优异的异相催化能力。最后,利用席夫碱反应,以四氨基四苯基卟啉和5,10-二(4-氨基苯基)-10,20-二苯基卟啉的氨基与1,3,5-三甲酰基间苯三酚分别合成了PAF-77和PAF-78。此外,我们后修饰Co离子合成了PAF-77-Co和PAF-78-Co,探究了这些具有不同结构材料的电催化水析氧性质。骨架孔容、孔径差异和金属离子引入将影响材料析氧性质。通过比较电化学性质,我们发现从过电势、塔菲尔斜率方面性质优异趋势为PAF-78-CoPAF-77-CoPAF-78PAF-77。合成的PAF-77s和PAF-78s催化剂均显示出在强酸强碱溶液中的高稳定性。
[Abstract]:Porous Organic Frameworks (POFs) is a new type of porous material made of covalent bonds by organic base blocks. It has developed rapidly in recent years. It has super high specific surface area, high stability, the controllability of the channel and the functional group modifiability. The excellent properties make them in the storage and storage of gas. Separation, organic catalysis, energy storage and transmission have great potential applications. Porphyrin as an important kind of biomimetic raw material also has very excellent properties. People have been interested in its excellent performance in the field of bionics and photoelectric field. This paper is based on the design of porous aromatic skeleton materials containing porphyrin groups. Synthesis, research materials have potential applications in the storage and separation of small molecular alkanes, organic catalysis and the performance of electrocatalytic oxygen evolution. First, using the Shaw reaction catalyzed by AlCl_3, four phenyl porphyrin is synthesized by PAF-40, and PAF-40-Fe and PAF-40-Mn are synthesized with four phenyl porphyrin -Fe and four phenyl porphyrin -Mn as monomers. The influence of the introduction of ions on the specific surface area and gas adsorption separation properties. We tested the adsorption properties of small molecular alkanes in these three materials and calculated the separation ratio of C2 and C3 small molecules of alkanes to CH4 by IAST. The results showed that the PAF-40s material had higher gas absorption and PAF-40-Fe increased the adsorption of small molecular alkanes. Enthalpy, PAF-40-Mn greatly enhanced the separation ratio of C2 and C3 small molecular alkanes to CH4. Secondly, PAF-76 was synthesized by Suzuki coupling reaction with four benzyl methane four boron grease and four bromine four phenyl porphyrin, with four bromo four phenyl porphyrin -Fe, four bromine four phenyl porphyrin -Mn and four bromo four phenyl porphyrin -Zn instead four bromine four phenyl porphyrin, and PAF-76 respectively synthesized PAF-76. -Fe, PAF-76-Mn and PAF-76-Zn. have been tested for the catalytic oxidation of styrene. The catalytic results show that PAF-76s has excellent catalytic properties. The high conversion of PAF-76-Mn in styrene has the best catalytic performance for the high selectivity of phenylacetaldehyde products, which is due to the single and high density of the framework. The concentration of the metal site in the microporous skeleton. The synthesized PAF-76s catalyst showed high thermal stability, good recirculation and excellent durability to the solvent, which proved its excellent heterogeneous catalytic ability. Finally, the Schiff base reaction was made with four amino four phenyl porphyrin and 5,10- two (4- amino phenyl) -10,20- two phenyl porphyrin. PAF-77 and PAF-78. were synthesized between the base and 1,3,5- Triamyl benzoyl, respectively. PAF-77-Co and PAF-78-Co were synthesized by modified Co ions. The properties of the electrocatalytic water evolution of these different structural materials were investigated, the pore volume of the skeleton, the difference of pore size and the oxygen evolution properties of the material were introduced by metal ions. By comparing the electrochemical properties, We found that the high stability of PAF-77s and PAF-78s catalysts for PAF-78-CoPAF-77-CoPAF-78PAF-77. synthesis showed high stability in strong acid and strong alkali solutions from the potential of over electric potential and Tafel slope.

【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈萍,陈晓青,肖建波;反相高效液相色谱法测定meso-四苯基卟啉钴的纯度[J];化工进展;2005年04期

2 刘波;柴生勇;别国军;李金山;刘琼妮;薛云娜;;四苯基卟啉锶配合物的合成及发光性能[J];化学工程;2007年11期

3 贾长英;唐丽华;李卫华;张晓娟;张丹阳;李季;;薄层色谱法分离四苯基卟啉和四苯基钴卟啉[J];理化检验(化学分册);2009年06期

4 黄敏;段乐;王玉炉;;无溶剂固相一步合成四苯基卟啉[J];宿州学院学报;2009年04期

5 余良军;储伟;;热液法合成四苯基卟啉[J];合成化学;2009年05期

6 宋斌;王亮;杨家祥;;一系列功能性四苯基卟啉衍生物的合成及表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年02期

7 李小康;贺晓慧;陈义旺;范小林;;新型四苯基卟啉衍生物及其锌(Ⅱ)配合物的合成与性质研究[J];化工新型材料;2012年04期

8 吴平;丁元生;史晋宜;刘治刚;陈霄;娄大伟;;四苯基卟啉及其衍生物的合成[J];化学世界;2013年09期

9 李良超,罗明道,屈松生,黄素秋,颜肖慈,易行焕,欧阳礼,李玉山;四苯基卟啉及其衍生物的结构与性质的研究(Ⅴ)──氨基取代四苯基卟啉衍生物的同系线性规律[J];高等学校化学学报;1994年05期

10 雷裕武,郭灿城,,曾德璋;取代四苯基卟啉的催化合成[J];化学试剂;1994年02期

相关会议论文 前9条

1 孙志成;佘远斌;王兰芝;钟儒刚;;一种合成对位取代四苯基卟啉的新方法[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年

2 麻秋娟;张晓兵;李春艳;韩志湘;沈国励;俞汝勤;;基于N-甲基四苯基卟啉的锌离子探针[A];中国化学会第26届学术年会分析化学分会场论文集[C];2008年

3 姑力米热·吐尔地;帕提曼·尼扎木丁;阿布力孜·伊米提;;四苯基卟啉锌薄膜/钾离子交换玻璃光波导元件的气敏性研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第03分会:分析可视化及交叉学科新方法[C];2014年

4 邵娜;张莹;杨荣华;陈永康;;基于内滤效应的铜离子荧光传感体系的研究[A];第八届全国发光分析暨动力学分析学术研讨会论文集[C];2005年

5 蒋新宇;肖建波;;HPLC-PDA测定5,10,15,20-四苯基卟啉钴[A];第十五次全国色谱学术报告会文集(下册)[C];2005年

6 余良军;储伟;陈建钧;;四苯基卟啉铁(Ⅱ)吸附与活化氧分子的DFT研究[A];第十届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2009年

7 王树梅;廖俊开;卓玉华;李淑琼;李广年;;胺基和磺酰基四苯基卟啉化合物的~1H-NMR研究[A];第六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1990年

8 史宗海;张立娟;Sadaful Hassan;周云山;;两个基于扭曲的四苯基卟啉和Kegging型多金属氧酸盐的超分子化合物的合成、表征及其非线性光学性质[A];中国化学会第五届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2013年

9 王晓晨;王海侨;李效玉;;芴-卟啉共聚物发光材料的合成与性能[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年

相关博士学位论文 前3条

1 孟爽;含卟啉基团的多孔芳香骨架材料的设计、合成及其性质研究[D];吉林大学;2017年

2 陈晓青;液相色谱方法用于复杂体系的分离分析研究[D];中南大学;2006年

3 万军民;四苯基卟啉衍生物光诱导电子转移动力学及其敏化TiO_2可见光催化染料的研究[D];浙江理工大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 姑力米热·吐尔地(Gulmira turdi);四苯基卟啉及四苯基卟啉锌、铜的合成及其气敏性研究[D];新疆大学;2015年

2 孙绪利;卟啉/傒金属络合物的结构与发光性质研究[D];青岛大学;2015年

3 孙爱兵;基于四苯基卟啉—二噻吩乙烯光致变色化合物的合成及表征[D];南京理工大学;2016年

4 李春霖;四苯基金属锰卟啉合成中的关键化工问题研究[D];湖南大学;2015年

5 叶文丽;系列四苯基卟啉腙衍生物的合成及其光学性质的研究[D];郑州大学;2017年

6 徐军;四苯基卟啉及其衍生物的光诱导反应动力学研究[D];浙江理工大学;2010年

7 项云;新型富勒烯吡咯烷的合成及其与四苯基卟啉锌的自组装[D];安徽师范大学;2006年

8 朱凌健;四苯基卟啉化合物掺杂的红色电致发光器件的制作及性能研究[D];湖南大学;2005年

9 丁双燕;超氧化物歧化酶模型物的合成及化学模拟[D];山西大学;2005年

10 宋斌;新型功能化四苯基卟啉衍生物的设计与合成[D];安徽大学;2011年



本文编号:1837526

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/1837526.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户2159e***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com