付树青:以硅烷为基础的有机多孔聚合物的设计合成及应用论文

付树青:以硅烷为基础的有机多孔聚合物的设计合成及应用论文

本文主要研究内容

作者付树青(2019)在《以硅烷为基础的有机多孔聚合物的设计合成及应用》一文中研究指出:有机多孔聚合物(POPs)是一种由有机结构单元所构成、合成方法多样、孔性质可调的多孔材料,由于其丰富的孔结构和优异的孔性质,已经被广泛应用于催化、光电、锂离子电池、传感器、气体储存与分离、污水处理和膜材料等领域。根据化学结构的不同,POPs主要分为共价有机框架(COFs)、自具微孔聚合物(PIMs)、共轭微孔聚合物(CMPs)和超交联聚合物(HCPs)。目前多孔聚合物普遍存在制备单体有限、孔结构调控困难等问题,难以满足实际应用的需求。因此,设计合成新的构建单体,制备新的多孔聚合物并实现对多孔结构的调控成为目前重要的研究课题,对该类材料的发展具有重要意义。本论文主要以苯基硅烷为基础,设计合成了多种新型的超交联多孔聚合物材料。我们对所制备的多孔聚合物材料进行了结构表征,并通过N2吸-脱附等温线研究了所得聚合物材料的孔性质。结果表明,以苯基硅烷为单体,通过与外加交联剂反应可以得到具有高的热稳定性和丰富孔结构的无定型硅烷基超交联聚合物(Si-HCPs)材料。并且将该类材料应用于染料吸附、CO2捕获、H2储存、超级电容器和荧光检测金属离子领域,对其在这些领域的应用性能进行了研究。本文主要包括以下三个方面:1.以二甲基二苯基硅烷、甲基三苯基硅烷和三苯基硅烷为反应单体,选取二甲氧基甲烷(FDA)为外交联剂,通过傅-克烷基化反应合成一系列Si-HCPs,对合成的Si-HCPs材料进行了结构及形貌的表征。研究了单体种类和外交联剂的用量对Si-HCPs的孔性质的影响,通过改变单体和外交联剂的用量,可以调控Si-HCPs的比表面积(441-1205 m2g–1)及孔径分布。将该类材料作为吸附剂,研究了其在染料吸附和气体吸附方面的应用,结果表明,该类材料具有较高的刚果红染料吸附能力(750-952 mg g–1),并具有良好的可再生性。另外,该类材料在CO2捕获(3.42-7.53 wt.%,0.78-1.71 mmol L–1,298.1 K和1.12 bar)和H2储存(1.17-1.25 wt.%,5.87-6.25 mmol L–1,77.3 K和1.12 bar)上也具有潜在的应用价值。2.利用三聚氯氰为外交联剂,分别与二甲基二苯基硅烷、甲基三苯基硅烷和三苯基硅烷反应合成Si-HCPs材料。所制备的材料表现出良好的CO2(7.9-8.9wt.%,1.81-2.03 mmol L–1,298.1 K和1.12 bar)捕获性能。以该类聚合物为基础,经过KOH活化和高温碳化处理,得到的碳材料能够应用在超级电容器领域,并表现出优异的电化学性能,在1 A g–1的电流密度下,其比电容能达到226.3-263.5 F g–1。3.选用1,4-二甲氧基苯为交联剂,分别和二甲基二苯基硅烷、甲基三苯基硅烷和三苯基硅烷反应制备Si-HCPs材料。所制备材料在整体上具有π-π共轭和d-p共轭结构,使得该类Si-HCPs材料表现出荧光性能。将该聚合物材料和苯乙烯-马来酸酐共聚物(PSMA)混合制备成纳米粒子,能够选择性识别Fe3+离子,表明该类材料在荧光探针领域具有一定的应用价值。总之,本论文的相关研究工作为多孔聚合物材料的制备和性质调控提供了新的方法和研究思路,对多孔聚合物材料在相关领域的应用具有重要的借鉴意义。

Abstract

you ji duo kong ju ge wu (POPs)shi yi chong you you ji jie gou chan yuan suo gou cheng 、ge cheng fang fa duo yang 、kong xing zhi ke diao de duo kong cai liao ,you yu ji feng fu de kong jie gou he you yi de kong xing zhi ,yi jing bei an fan ying yong yu cui hua 、guang dian 、li li zi dian chi 、chuan gan qi 、qi ti chu cun yu fen li 、wu shui chu li he mo cai liao deng ling yu 。gen ju hua xue jie gou de bu tong ,POPszhu yao fen wei gong jia you ji kuang jia (COFs)、zi ju wei kong ju ge wu (PIMs)、gong e wei kong ju ge wu (CMPs)he chao jiao lian ju ge wu (HCPs)。mu qian duo kong ju ge wu pu bian cun zai zhi bei chan ti you xian 、kong jie gou diao kong kun nan deng wen ti ,nan yi man zu shi ji ying yong de xu qiu 。yin ci ,she ji ge cheng xin de gou jian chan ti ,zhi bei xin de duo kong ju ge wu bing shi xian dui duo kong jie gou de diao kong cheng wei mu qian chong yao de yan jiu ke ti ,dui gai lei cai liao de fa zhan ju you chong yao yi yi 。ben lun wen zhu yao yi ben ji gui wan wei ji chu ,she ji ge cheng le duo chong xin xing de chao jiao lian duo kong ju ge wu cai liao 。wo men dui suo zhi bei de duo kong ju ge wu cai liao jin hang le jie gou biao zheng ,bing tong guo N2xi -tuo fu deng wen xian yan jiu le suo de ju ge wu cai liao de kong xing zhi 。jie guo biao ming ,yi ben ji gui wan wei chan ti ,tong guo yu wai jia jiao lian ji fan ying ke yi de dao ju you gao de re wen ding xing he feng fu kong jie gou de mo ding xing gui wan ji chao jiao lian ju ge wu (Si-HCPs)cai liao 。bing ju jiang gai lei cai liao ying yong yu ran liao xi fu 、CO2bu huo 、H2chu cun 、chao ji dian rong qi he ying guang jian ce jin shu li zi ling yu ,dui ji zai zhe xie ling yu de ying yong xing neng jin hang le yan jiu 。ben wen zhu yao bao gua yi xia san ge fang mian :1.yi er jia ji er ben ji gui wan 、jia ji san ben ji gui wan he san ben ji gui wan wei fan ying chan ti ,shua qu er jia yang ji jia wan (FDA)wei wai jiao lian ji ,tong guo fu -ke wan ji hua fan ying ge cheng yi ji lie Si-HCPs,dui ge cheng de Si-HCPscai liao jin hang le jie gou ji xing mao de biao zheng 。yan jiu le chan ti chong lei he wai jiao lian ji de yong liang dui Si-HCPsde kong xing zhi de ying xiang ,tong guo gai bian chan ti he wai jiao lian ji de yong liang ,ke yi diao kong Si-HCPsde bi biao mian ji (441-1205 m2g–1)ji kong jing fen bu 。jiang gai lei cai liao zuo wei xi fu ji ,yan jiu le ji zai ran liao xi fu he qi ti xi fu fang mian de ying yong ,jie guo biao ming ,gai lei cai liao ju you jiao gao de gang guo gong ran liao xi fu neng li (750-952 mg g–1),bing ju you liang hao de ke zai sheng xing 。ling wai ,gai lei cai liao zai CO2bu huo (3.42-7.53 wt.%,0.78-1.71 mmol L–1,298.1 Khe 1.12 bar)he H2chu cun (1.17-1.25 wt.%,5.87-6.25 mmol L–1,77.3 Khe 1.12 bar)shang ye ju you qian zai de ying yong jia zhi 。2.li yong san ju lv qing wei wai jiao lian ji ,fen bie yu er jia ji er ben ji gui wan 、jia ji san ben ji gui wan he san ben ji gui wan fan ying ge cheng Si-HCPscai liao 。suo zhi bei de cai liao biao xian chu liang hao de CO2(7.9-8.9wt.%,1.81-2.03 mmol L–1,298.1 Khe 1.12 bar)bu huo xing neng 。yi gai lei ju ge wu wei ji chu ,jing guo KOHhuo hua he gao wen tan hua chu li ,de dao de tan cai liao neng gou ying yong zai chao ji dian rong qi ling yu ,bing biao xian chu you yi de dian hua xue xing neng ,zai 1 A g–1de dian liu mi du xia ,ji bi dian rong neng da dao 226.3-263.5 F g–1。3.shua yong 1,4-er jia yang ji ben wei jiao lian ji ,fen bie he er jia ji er ben ji gui wan 、jia ji san ben ji gui wan he san ben ji gui wan fan ying zhi bei Si-HCPscai liao 。suo zhi bei cai liao zai zheng ti shang ju you π-πgong e he d-pgong e jie gou ,shi de gai lei Si-HCPscai liao biao xian chu ying guang xing neng 。jiang gai ju ge wu cai liao he ben yi xi -ma lai suan gan gong ju wu (PSMA)hun ge zhi bei cheng na mi li zi ,neng gou shua ze xing shi bie Fe3+li zi ,biao ming gai lei cai liao zai ying guang tan zhen ling yu ju you yi ding de ying yong jia zhi 。zong zhi ,ben lun wen de xiang guan yan jiu gong zuo wei duo kong ju ge wu cai liao de zhi bei he xing zhi diao kong di gong le xin de fang fa he yan jiu sai lu ,dui duo kong ju ge wu cai liao zai xiang guan ling yu de ying yong ju you chong yao de jie jian yi yi 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自齐鲁工业大学的付树青,发表于刊物齐鲁工业大学2019-08-27论文,是一篇关于超交联多孔聚合物论文,苯基硅烷论文,染料吸附论文,捕获论文,储存论文,齐鲁工业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自齐鲁工业大学2019-08-27论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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