含異三聚氰酸酯環(huán)骨架結(jié)構(gòu)多孔聚合物的合成與性能研究.pdf

1、有機多孔聚合物(POPs)，主要由 C、H、O、N等輕元素構(gòu)成，其骨架密度輕，構(gòu)筑單體類型多，合成方法多樣，具有比表面積高和特別的孔結(jié)構(gòu)等，使其在氣體的儲存和分離、負(fù)載催化劑、光電等方面有著廣泛應(yīng)用，已成為多孔材料的研究熱點。
　　本論文工作選用4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）三聚體分別與對苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚（ODA）和三聚氰胺三種不同活性單體反應(yīng)合成出全有機骨架多孔聚合物，利用FTIR、XRD、TG等分析手段

2、對其進行表征，分析了不同多孔有機聚合物的表面積、孔結(jié)構(gòu)以及氫氣吸附性能。主要工作分述如下：
　　1、MDI三聚體及多聚體的合成研究：采用溶劑熱法在溫度為60℃下合成了MDI三聚體和多聚體，采用FTIR手段表征了三聚體和多聚體的結(jié)構(gòu)，并對多聚體的比表面積進行了測試。
　　2、二苯胺-異三聚氰酸酯環(huán)POPs的合成與性能研究：以對苯二胺為第二單體在溶劑熱反應(yīng)條件下合成了以異三聚氰酸酯環(huán)為主要結(jié)構(gòu)的POPs。對 POPs的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)

3、定性利用FTIR、XRD、TG分析手段進行了表征，結(jié)果表明合成的POPs為熱穩(wěn)定性好，完全無定型結(jié)構(gòu)的聚合物。BET比表面積測試結(jié)果表明最佳合成條件下所合成的聚合物的比表面積為117m2g-1，聚合物在77K/1bar、77K/4.7MPa、298K/4.7MPa條件下對氫氣吸附量分別為0.02wt％、1.7wt%、0.96wt%。
　　3、二氨基苯醚-異三聚氰酸酯環(huán)POPs的合成與性能研究：以O(shè)DA為第二單體在溶劑熱反應(yīng)條件下合

4、成了苯醚-異三聚氰酸酯環(huán)POPs。利用FTIR、XRD、TG分析手段對POPs進行了表征，對聚合物的比表面積進行了測試，結(jié)果顯示，所合成的聚合物呈現(xiàn)無定型結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性良好，在最佳合成條件下合成的聚合物的BET比表面積為53m2g-1。
　　4、三嗪基-異三聚氰酸酯環(huán)POPs的合成與性能研究：以三聚氰胺為第二單體于溶劑熱條件下合成了含有三嗪基和異三聚氰酸酯環(huán)的POPs。分析結(jié)果表明合成的是無定型結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性較好的聚合物，不同反應(yīng)

5、條件下合成的POPs的比表面積大小范圍為150-250 m2g-1,孔徑分布較寬，77K/1bar、77K/1.5MPa條件下對氫氣的吸附量最大分別為0.18wt%、2.7wt%，298K/4.9MPa條件下對氫氣的吸附量為1.45wt%。
　　論文拓寬了合成有機多孔聚合物的單體選擇范圍，并基于MDI三聚體的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性，在有機多孔聚合物中引入了異氰脲酸酯環(huán)結(jié)構(gòu)，對有機多孔聚合物孔結(jié)構(gòu)和儲氫性能進行了分析研究，為多孔聚合物在氣體儲