功能化三维共价有机框架材料的合成与应用

发布时间：2022-12-04 23:41

　　共价有机框架（COF）材料是一种新型的结晶性有机多孔聚合物。这种材料主要是由一些轻质元素（H,B,C,N和O等）组成的构筑单元通过可逆共价键连接而成的框架结构。COF一般具有高的比表面积、高的孔隙率、优良的稳定性和低的密度。因此在气体存储与分离、催化、光电和生物材料等领域具有广泛的应用,并且受到科学家们越来越多的关注。在过去的十几年,共价有机框（COF）架材料的报道主要集中于2D COF,而3D COF的设计合成发展缓慢,尤其是功能化的3D COF的设计合成一直是比较困难。这主要是因为3D COF的设计与合成比2D COF困难。首先,合成3D COF的构筑单元要具有刚性结构,尤其对于功能化的构筑单元很难形成高结晶性的3D COF。而且3D COF的框架结构容易发生穿插现象,化学稳定性较差,影响了其应用的广泛性。因此合理的设计合成功能化的3D COF对于丰富其结构多样性和拓展其应用是至关重要的。根据目前3D COF在功能化和应用上所存在的问题,本论文主要通过不同的策略设计合成了三类常见的功能化3D COF拓扑（ctn,dia,和pts）结构。并将三类功能化的3D COF应用于一锅法串联催... 

【文章页数】：174 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 共价有机框架材料(COF) 背景介绍
    1.2 三维共价有机框架材料(3D-COF) 的结构设计
        1.2.1 拓扑结构的设计
        1.2.2 反应键型的种类
        1.2.3 构筑单元的选择
    1.3 三维共价有机框架材料的合成与形态
        1.3.1 微晶粉末的合成
        1.3.2 单晶的合成
        1.3.3 薄膜的合成
    1.4 三维共价有机框架材料的功能化方法
        1.4.1 原位功能化
        1.4.2 自下而上功能化
        1.4.3 后修饰功能化
    1.5 三维共价有机框架材料的应用
        1.5.1 气体吸附与分离
        1.5.2 非均相催化
        1.5.3 小分子或金属离子的吸附与分离
        1.5.4 光电功能应用
    1.6 本论文的选题依据和创新之处
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 创新之处
    1.7 本论文中所用试剂和仪器
        1.7.1 试剂
        1.7.2 仪器
    参考文献
第二章 基于ctn拓扑的酸碱功能化三维共价有机框(DL-COF) 架材料的合成与应用
    2.1 引言
    2.2 构筑单元的合成与表征
        2.2.1 1 ,3,5,7-四氨基金刚烷(TAA) 的合成
        2.2.2 2 -氟-4-甲酰基苯硼酸的合成
    2.3 三维共价有机框架材料(DL-COF) 的合成
        2.3.1 模型反应
        2.3.2 DL-COF-1 的合成
        2.3.3 DL-COF-2 的合成
        2.3.4 结果与讨论
    2.4 DL-COF在酸碱串联催化中的应用
        2.4.1 结果与讨论
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 基于dia拓扑的离子液体功能化三维共价有机框(3D-IL-COF) 架材料的合成与应用
    3.1 引言
    3.2 构筑单元的合成与表征
        3.2.1 TFPM的合成
    3.3 三维共价有机框架材料(3D-IL-COF) 的合成
        3.3.1 3D-IL-COF-1 的合成
        3.3.2 3D-IL-COF-2 的合成
        3.3.3 3D-IL-COF-3 的合成
        3.3.4 结果与讨论
    3.4 离子液体功能化3D-IL-COF在二氧化碳分离中的应用
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 基于pts拓扑的离子自由基功能化(TTF-3D-COF) 三维共价有机框架材料的合成与应用
    4.1 引言
    4.2 构筑单元的合成与表征
        4.2.1 四(4-氨基苯基)甲烷(TAPM)
        4.2.2 2 ,3,6,7-四(4-醛基苯基)四硫富瓦烯(TFP-TTF)
    4.3 三维共价有机框架材料(TTF-3D-COF) 的合成
        4.3.1 JUC-518 的合成
        4.3.2 JUC-518 的合成
        4.3.3 结果与讨论
    4.4 TTF-3D-COF导电性测试
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3709220