基于三嗪基功能性多孔有机聚合物的设计合成及性能研究

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随着时代的进步与科技的发展,材料作为人类生存与发展的物质基础越来越多地受到了学术以及工业领域的广泛关注,并被列为当代文明中的三大支柱之一,由此可见其重要意义。在过去的几十年里,多孔有机聚合物材料作为一种新兴材料,由于其独特的结构与性质使得其在非均相催化,气体的吸附与分离以及发光等诸多领域展现出了重要的应用。例如,结晶性共轭有机骨架聚合物材料(COFs),共轭微孔聚合物材料(CMPs),共轭三嗪骨架聚合物材料(CTFs),多孔芳香骨架聚合物(PAFs)等诸多类型的聚合物材料被相继合成出来并加以应用。由于多孔有机聚合物具有非常好的热稳定性与化学稳定性,以及可调控的骨架结构与孔道尺寸等诸多优点,所以这类材料受到了广泛关注。本论文设计合成了两种新型的多孔有机聚合物材料,分别为共价多孔有机聚合物材料和共轭微孔骨架聚合物材料,并且对其结构进行了详细的表征,并根据其结构特点对其性能进行了研究。本论文第三章通过咔唑基氧化聚合的方法合成了一种咔唑基三嗪有机骨架多孔聚合物材料,并且对其结构进行了表征及性能研究。该材料的比表面积为104.6m2g–1,并且具有较宽的孔径分布。观察该材料结构,发现其骨架结构中具有相邻的N,O原子,由于这种特殊的骨架结构使得它可作为一种较好的金属钯的载体。因此,我们采用后负载的方法将金属钯负载到材料的N,O原子上,并且将负载了金属钯的聚合物材料应用于催化Suzuki-Miyaura偶联反应,实验结果显示,其具有非常好的催化活性(即所获得目标产物的产率均在80%以上),以及较好的循环回收利用性。本论文第四章以Salen结构作为骨架结构通过氯化锌催化氰基成环反应,合成了一种新型的Salen基共轭微孔聚合物材料,并且对其结构进行了表征及性能研究。该材料的比表面积为598 m2g–1,并且具有非常小的孔径尺寸。因此我们对其进行了二氧化碳气体吸附试验,测试结果表明其具有比较好的吸附存储效果。
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