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共轭有机多孔聚合物的制备及其气体吸附性能的研究

作　者: 罗敏
导　师: 韩莹; 韩宝航
学　校: 扬州大学
专　业: 有机化学
关键词: 有机多孔聚合物 六苯基苯 咔唑 氢气储存 二氧化碳捕集
分类号: O631.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


矿物燃料的快速消耗引起大气中二氧化碳浓度的不断增加,从而带来全球气候的变化和环境问题,已经引起了人们极大的关注和担忧。因此,收集二氧化碳,利用如氢气一样的清洁能源,对满足能源和环境的要求有着重要的意义。现在,人们正致力于探究二氧化碳捕集和氢气储存的合适材料,有机多孔聚合物拥有大的比表面积,窄的孔径分布,高的化学稳定性和低的骨架密度等内在特性,在气体储存和分离中有着潜在的应用。在本论文中我们制备了一系列的有机多孔聚合物,并研究了它们的应用。1.通过钯催化的偶联聚合反应制备了基于六苯基苯的有机多孔均聚物,根据氮气吸附等温线得到它们的BET比表面积在720和1147m2g-1之间,从氢气吸附等温线可以看出在1.0bar/77K条件下氢气吸附量达到了1.46wt%。在通过钯催化的Suzuki-Miyaura偶联聚合反应制备了基于六苯基苯的有机多孔共聚物,它们的BET比表面积在734和924m2g-之间。根据气体吸附等温线,在10bar/77K条件下测得的HPOP-4的氢气吸附量为1.23wt%,在1.0bar/273K条件下测得的二氧化碳吸附量为9.01wt%。2.通过氧化偶联的方法制备了基于咔唑的有机多孔材料CPOP-1,’它的BET比表面积达到了2220m2g-1。气体吸附等温线表明,在1.0bar/273K条件下,氢气储存可以达到2.80wt%,在1.0bar/273K条件下,二氧化碳的吸附能力可以达到21.2wt%。在清洁能源和环境科学方面有着潜在的应用。此外,相对于氮气和甲烷,该聚合物对二氧化碳有着更好的选择性吸附,这使得它在气体分离中也有着应用。又通过制备CPOP-1的方法制备了一系列微孔聚咔唑,它们具有较高的BET比表面积,对氢气和二氧化碳有很好的吸附性能,并且具有荧光性质。3.使用钯催化的偶联聚合的方法制备了基于咕吨的微孔聚合物微球。其中PSBX-1的BET比表面积为705m2g-1,在1.0bar/77K条件下测得的PSBX-1的氢气吸附量为1.10wt%,在1.0bar/273K条件下测得的二氧化碳吸附量为8.50wt%。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章 绪论  7-18
  1.1 引言  7-8
  1.2 有机多孔聚合物的分类  8-12
    1.2.1 超交联聚合物  8-9
    1.2.2 自具微孔聚合物  9-10
    1.2.3 共轭微孔聚合物  10-11
    1.2.4 共价有机骨架聚合物  11-12
  1.3 有机多孔聚合物的应用及研究前景  12-14
    1.3.1 有机多孔聚合物在氢气吸附方面的研究  12-13
    1.3.2 有机多孔聚合物在二氧化碳捕集方面的研究  13-14
  1.4 本论文的选题意义及主要研究内容  14-15
  参考文献  15-18
第二章 基于六苯基苯有机多孔聚合物的制备及其性能测定  18-37
  第一节 基于六苯基苯有机多孔均聚物的制备及其气体吸附性能的研究  19-27
    2.1.1 实验部分  19-20
      2.1.1.1 药品和仪器  19
      2.1.1.2 合成方法  19-20
    2.1.2 结果与讨论  20-27
  第二节 基于六苯基苯共聚物的制备及其气体吸附性能的研究  27-34
    2.2.1 实验部分  27-28
      2.2.1.1 药品和仪器  27
      2.2.1.2 合成方法  27-28
    2.2.2 结果与讨论  28-34
  小结  34
  参考文献  34-37
第三章 聚咔唑有机多孔材料的制备及其性能测定  37-62
  第一节 基于三咔唑苯有机多孔聚合物的制备及其在气体选择性吸附中的应用  38-48
    3.1.1 实验部分  38-40
      3.1.1.1 药品和仪器  38-39
      3.1.1.2 合成方法  39-40
    3.1.2 结果与讨论  40-48
  第二节 基于氧化偶联的方法制备聚咔唑有机微孔材料并测定其气体吸附性能  48-59
    3.2.1 实验部分  48-53
      3.2.1.1 药品和仪器  48-49
      3.2.1.2 合成方法  49-53
    3.2.2 结果与讨论  53-59
  小结  59
  参考文献  59-62
第四章 基于咕吨的多孔聚合物微球的制备与性能测定  62-71
  4.1 实验部分  63-65
    4.1.1 药品和仪器  63
    4.1.2 合成方法  63-65
  4.2 结果与讨论  65-69
  小结  69
  参考文献  69-71
附录  71-78
论文发表情况  78-79
致谢  79-80

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 聚合反应、缩聚反应
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