【摘 要】
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共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,简称COFs）是通过共价键连接构筑基元所组成的周期性网络结构。与金属有机框架相比,COFs在保持优良孔隙结构的基础上兼具了优异的稳定性,而且根据应用需求能够从分子层面对材料的结构进行预设计或者从框架的整体性进行后修饰,以满足不同应用的需求,在气体吸附、离子传导、电子传导和能量储存等领域表现出巨大的应用前景。本论文基于二苯[g,p
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共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,简称COFs）是通过共价键连接构筑基元所组成的周期性网络结构。与金属有机框架相比,COFs在保持优良孔隙结构的基础上兼具了优异的稳定性,而且根据应用需求能够从分子层面对材料的结构进行预设计或者从框架的整体性进行后修饰,以满足不同应用的需求,在气体吸附、离子传导、电子传导和能量储存等领域表现出巨大的应用前景。本论文基于二苯[g,p]并（?）和四苯乙烯单元的单体,通过亚化学计量比法对COFs的框架结构进行调控,制备出气体吸附性质优良的多孔材料。并对所得COFs进行后修饰,以提高材料的化学稳定性和离子传导性能。本论文主要分为以下两部分:一、以只有大π-共轭体系的二苯[g,p]并?单元和螺旋桨构型的四苯乙烯单元的单体为研究对象,通过改变单体的摩尔比对COFs的结构进行调控,分别构筑了氨基裸露的[2+4]框架、醛基裸露的[4+2]框架以及完全缩合的[4+4]框架。三种材料均具有良好的结晶性和多孔性,其中氨基裸露的[2+4]框架通过层间氢键作用形成更为稳定的交错堆积结构。通过二氧化碳和水蒸气吸附测试发现,孔壁裸露的氨基对二氧化碳和水分子均有较强的吸附作用,表现出较高的吸附量。由于氨基官能团可以与水分子形成氢键作用,该材料在低压区会吸附更多的水蒸气。二、使用温和的方法对醛基裸露的[4+2]框架进行氧化,将亚胺连接的醛基裸露COF转化为酰胺连接的羧酸裸露COF,并且所得产物不仅能够保持良好的结晶性和多孔性,还表现出优异的化学稳定性。含有羧酸位点的COFs能够通过进一步的中和反应转化为含有羧酸锂或羧酸钠基团的离子型COFs,其离子传导性能也得到了显著的提高。
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