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共轭微孔聚合物(conjugated microporous polymers,CMPs)作为新兴的有机微孔材料,由于其高的比表面积(据报道PPN-4高达6461 m2/g)、低的骨架密度(基本是由轻元素C、N、B、H组成)、骨架的可修饰性、孔径的可调性、优异的热稳定性(TGA分析一般都是从350oC或者更高温度开始分解)、良好的化学稳定性(不溶于常见的有机溶剂和强酸强碱),以及合成方法的多样性(如Suzuki偶联反应、Yamamoto偶联反应、Sonogashira-Hagihara偶联反应、Glaser偶联反应、Lewis酸催化环三聚反应、亚胺反应和环硼氧烷反应等)等优异的性质,使其在气体储存与分离、催化、化学传感、能量存储等方面存在着广泛的应用前景。本论文采取了Sonogashira-Hagihara,Yamamoto和Suzuki偶联反应,通过选择具有不同结构特点的有机单体作为建筑结构单元,成功合成了一系列三维有机多孔骨架材料。系统地研究聚合物骨架结构、支化程度、连接单元的长度及几何构型变化对共轭微孔聚合物材料的比表面积、孔体积、孔径尺寸等孔性能的影响,并且探索了该类材料在气体存储方面的性能。第一章主要陈述有机多孔聚合物的分类及研究发展概况,以及其在气体储存、分离、催化等方面的优良性能。此外,我们还简单讨论了共轭微孔聚合物的分类及其在人们生活中的应用。第二章主要说明本论文完成的主要表征手段和实验使用试剂。第三章中,通过Sonogashira-Hagihara偶联反应,以2,5-二溴-3-羧基-噻吩为基本构建筑单元,分别和1,3,5-三乙炔苯、四乙炔苯甲烷、四乙炔苯乙烯反应,制备了含有杂原子S和羧基官能团的共轭微孔聚合物。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、13C固体核磁、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、比表面积(BET)分析、二氧化碳吸附分析对所合成的新型含噻吩和羧基官能团的CMPs进行了化学组成、形貌、热稳定性、孔性能和气体存储性能的研究,发现它们具有较高的比表面积,SCMP-COOH@1的比表面积高达911 m2/g,微孔比表面积为473 m2/g,较小的孔径尺寸(0.5-0.7 nm),较大的二氧化碳吸附热34 kJ/mol。在273 K1.05 bar的条件下,聚合物SCMP-COOH@1吸附CO2量为94 mg/g;在318K 60 bar的条件下,聚合物的二氧化碳吸附量最高可达812 mg/g。并且通过模拟烟道气体组要成分(氮气:二氧化碳=(85:15)(v:v)),在273 K条件下应用理想吸附溶液理论(idea adsorption solution theory,IAST)算出CO2/N2的选择性为35.7-24.8。第四章中,通过Sonogashira-Hagihara、Suzuki以及Yamamoto偶联反应,以1,3,5-三-(3,5-二溴苯基)-苯为构筑基本单元,分别和多种炔键单体(1,4-二乙炔苯、1,3,5-三乙炔苯、四乙炔苯甲烷、四乙炔苯乙烯)、硼酸单体(1,4-对苯二硼酸。4-4"联苯基二硼酸)反应,制备了一系列CMPs材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、13C固体核磁、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、比表面积(BET)分析、二氧化碳吸附分析对上述所合成的新型CMPs材料进行了化学组成、形貌、热稳定性、孔性能和气体存储性能的研究,发现其形貌为微米到纳米级球状固体,虽然排列是无序的却具有均一的孔径尺寸,孔径主要分布在0.46-0.70 nm之间,比表面积为570-1150 m2/g,该类聚合物对甲烷和二氧化碳吸附量最高达到20 cm3/g和81cm3/g。我们通过模拟烟道主要气体成份(氮气:二氧化碳=(85:15)(v:v)),在273 K条件下应用理想吸附溶液理论(idea adsorption solution theory,IAST)算出CO2/N2的选择性在21.2-48.9之间,这非常适合在燃烧后捕获二氧化碳方面的应用。此外,在二氧化碳比甲烷的摩尔比为50:50的条件下,CO2/CH4的选择性为4.1-5.8,这在天然气分离方面也是一个潜在的应用。