基于三蝶烯的富氮多孔有機(jī)材料的合成與應(yīng)用研究.pdf

1、富氮有機(jī)多孔材料作為有機(jī)多孔材料的一種，在具有比表面積大、穩(wěn)定性高、密度小等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)內(nèi)摻雜的氮原子極大地增強(qiáng)了材料的表面極性、電導(dǎo)性以及與其他分子的親合性，在氣體吸附與分離、污水處理、非均相催化、超級電容器、有機(jī)半導(dǎo)體等領(lǐng)域都表現(xiàn)出了突出的優(yōu)勢。本課題以構(gòu)建基于三蝶烯的富氮有機(jī)多孔材料為目的，使用亞胺縮合、Yamamoto-type Ullmann偶聯(lián)等合成策略構(gòu)建了一系列有機(jī)微孔材料，并探究了其在不同領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用價(jià)值。主

2、要研究內(nèi)容如下：
　?。?）以六氨基三蝶烯與環(huán)己六酮為原料通過亞胺縮合反應(yīng)構(gòu)建一類含有六氮雜苯并菲單元（Hexaazatriphenylene,HAT）的富氮有機(jī)微孔聚合物HAT-TP，對其結(jié)構(gòu)、物理形貌、熱穩(wěn)定性及孔性能進(jìn)行常規(guī)的物化表征，測量出其BET比表面積達(dá)到1224m2g-1。并通過材料在808nm近紅外光照射下明顯的溫度升高證明了其光熱效應(yīng)。
　　（2）將金屬鋅配位于HAT-TP的多孔結(jié)構(gòu)中得到Zn/HAT-TP

3、，并對比二者的結(jié)構(gòu)及孔性能變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Zn/HAT-TP的結(jié)構(gòu)基本與HAT-TP保持相同，沒有在鋅配位的過程中發(fā)生明顯變化，但由于配位的鋅復(fù)合物堵住了部分孔徑，相較于HAT-TP，Zn/HAT-TP的氣體吸附性能有所減弱（在273K/1bar的環(huán)境中，對二氧化碳的吸附量由17.6wt％減少為9.9wt%）。進(jìn)一步對Zn/HAT-TP催化性能的研究顯示其能夠在常溫常壓下以大于99%的產(chǎn)率催化二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成環(huán)狀碳酸酯，是

4、一類能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸附與固定的材料。
　?。?）以六氨基三蝶烯為原料合成中間單體2，并通過Yamamoto-type Ullmann偶聯(lián)反應(yīng)得到另一類富氮有機(jī)多孔聚合物NTP，對其結(jié)構(gòu)、物理形貌、孔性能及氣體吸附性能進(jìn)行表征，測得其BET比表面積達(dá)到1067m2g-1，在273K/1bar環(huán)境中二氧化碳吸附量達(dá)到15.2wt%。進(jìn)一步對其碘吸附性能的研究顯示，其對碘蒸氣的吸附量可以達(dá)到180wt%，高于已報(bào)道的大多數(shù)碘吸附