基于乙烯基POSS的有機(jī)-無機(jī)雜化多孔聚合物的設(shè)計、合成及其應(yīng)用.pdf

1、多孔聚合物的制備通常選用剛性分子作為構(gòu)造塊?；\型低聚倍半硅氧烷(POSS)是一類具有三維結(jié)構(gòu)的剛性分子，具有多個反應(yīng)位點，熱穩(wěn)定性較好，這些特點使其特別適用于構(gòu)筑有機(jī)-無機(jī)雜化多孔聚合物。選用不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的剛性分子作為構(gòu)造塊，有利于得到新型結(jié)構(gòu)和性能的多孔材料。本論文中，我們以乙烯基POSS(OVS)作為前驅(qū)體，通過不同的聚合反應(yīng)，得到POSS基雜化多孔聚合物。第一、通過Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)，以四苯基硅烷(TPS)作為

2、集中交聯(lián)劑，構(gòu)筑有機(jī)-無機(jī)雜化的POSS基多孔聚合物;第二、通過Heck偶聯(lián)反應(yīng)，將具有熒光和pH響應(yīng)性能的二苯乙烯吡啶(DSP)單元引入到POSS基多孔聚合物結(jié)構(gòu)中，得到首例共價鍵連接的pH響應(yīng)的POSS基雜化多孔材料。具體如下:
　　1、以TPS作為集中交聯(lián)劑，OVS作為構(gòu)筑單元，通過Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)，得到一系列新型的POSS基有機(jī)-無機(jī)雜化多孔聚合物(HPPs)。通過改變OVS和TPS的摩爾比例可以調(diào)控

3、聚合物的多孔性質(zhì)。研究結(jié)果表明:HPP-1～HPP-5的比表面積范圍為518-989 m2 g-1，總的孔體積為0.35-0.76 cm3g-1，材料的孔徑分布范圍比較窄，聚合物結(jié)構(gòu)中具有較為均勻的微孔和介孔。HPPs有部分結(jié)晶性，具有良好的熱穩(wěn)定性和氣體吸附性能，比表面積最高的HPP-5在760 Torr/77 K條件下，對H2的吸附能力為0.80 wt％，在760 Torr/298 K條件下，對CO2的吸附能力為3.31 wt％，因

4、此，HPPs在氣體存儲領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
　　2、剛性分子Br-DSP和OVS為原料，通過Heck偶聯(lián)反應(yīng)，將具有熒光和pH響應(yīng)性能的DSP單元引入到多孔聚合物結(jié)構(gòu)中，首次得到以共價鍵連接的pH響應(yīng)性的POSS基有機(jī)-無機(jī)雜化多孔聚合物(HPP)。所得材料具有良好的多孔性，其比表面積為600 m2 g-1，總的孔體積為0.58 cm3 g-1。HPP表現(xiàn)出較高的CO2吸附能力，在298 K/760 Torr條件下，其對CO2