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微孔聚合物的制备及其对CO₂的吸附行为探索

作　者: 顾世晓
导　师: 詹亮
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 微孔聚合物 Schiff碱化学结构控制
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多孔材料一般具有较高的比表面积和大的吸附容量,在吸附分离,催化,电化学等领域都有着广泛的应用。与无机孔材料相比,有机多孔材料虽然在孔径分布和控制方面比较困难,但其不易吸水,微孔与空气的表面张力较低,因而具有更好的结构稳定性。容易通过表面修饰引入特殊的官能团或功能分子进行表面改性,从而增加材料的功能,大大拓宽了应用范围。本文采用三聚氰胺分别和邻苯二甲醛、对苯二甲醛、联苯二甲醛反应,制备微孔有机材料。改变反应的工艺条件,添加甲醛来对反应产物进行改性,制备聚合物。通过对这些反应产物进行分析和表征,对孔结构的形成进行分析,得到以下结论。聚合物分子链的不断支化,使链间形成微孔结构,聚合物单体单元支撑起来的结构形成中大孔结构。甲醛的使用,使分子链的复杂程度加深,分子链支化程度提高,微孔结构增加。分子链的扭曲加剧使中大孔结构减少,孔径减小,可以使由孔径由100nm缩小到10nm。随着孔容的增加,聚合物的二氧化碳吸附量也随着增加。反应基于Schiff碱化学,无需催化剂,反应简单,原料廉价,不溶于酸、碱等一般溶剂,良好的热稳定性、丰富的孔结构和具有大量的氮元素的网络结构使聚合物在吸附和质子转移材料方面有潜在的应用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章文献综述  9-20
  1.1 多孔材料概述  9
  1.2 微孔聚合物的制备  9-17
    1.2.1 超交联聚合物  10-11
    1.2.2 自具微孔聚合物  11-14
    1.2.3 共轭微孔聚合物  14-16
    1.2.4 共价有机骨架聚合物  16-17
  1.3 微孔聚合物的应用  17-18
    1.3.1 催化方面的应用  17-18
    1.3.2 吸附分离方面的应用  18
    1.3.3 光电方面的应用  18
  1.4 课题的提出  18-20
第2章微孔聚合物的制备与改性  20-51
  2.1 实验部分  20-21
    2.1.1 原料与试剂  20
    2.1.2 实验方法  20-21
    2.1.3 分析表征  21
  2.2 实验原理  21-23
  2.3 聚合物SNW-2的表面化学结构分析  23-25
    2.3.1 C_(1s)峰分析  24-25
    2.3.2 N_(1s)峰分析  25
  2.4 工艺条件对聚合物结构的影响  25-37
    2.4.1 反应物配比对聚合物的影响  25-29
    2.4.2 反应时间对聚合物的影响  29-30
    2.4.3 反应物浓度对聚合物的影响  30-32
    2.4.4 不同反应单体对聚合物的影响  32-34
    2.4.5 聚合物的性能比较  34-37
  2.5 聚合物的改性  37-47
    2.5.1 反应原理  38-39
    2.5.2 改性聚合物的制备  39-47
  2.6 聚合物对二氧化碳的吸附性能  47-49
  2.7 主要结论  49-51
第3章有序聚合物的制备探索  51-60
  3.1 有序聚合物制备方法概述  51-54
    3.1.1 自组装法  51-52
    3.1.2 软模板法  52-53
    3.1.3 硬模板法  53-54
  3.2 实验部分  54
    3.2.1 原料与试剂  54
    3.2.2 实验方法  54
    3.2.3 分析表征  54
  3.3 产物结构分析  54-60
第4章工作总结及展望  60-62
参考文献  62-67
致谢  67

微孔聚合物的制备及其对CO2的吸附行为探索

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