含芳雜環(huán)共軛微孔聚合物的制備及碘捕獲性能研究.pdf

1、作為一種新興的微納孔材料，共軛微孔聚合物由于其較高的比表面積，優(yōu)異的化學、熱穩(wěn)定性以及孔徑的可調控性，在分離、吸附、污水處理、儲能、儲氣和催化等領域，均具有廣泛的應用前景。本論文中，分別以2,3,5-三溴噻吩、2,4-二溴噻吩、1,3,5-三乙炔苯和1,4-二乙炔苯為單體，通過Pd（0）/CuI催化的Sonogashira-Hagihara交叉偶聯(lián)縮聚反應，制備了四種新型的噻吩基共軛微孔聚合物。在本論文中，將其應用于揮發(fā)性氣態(tài)碘及有機溶

2、劑中溶解的碘的吸附與捕獲，試圖為共軛微孔聚合物在捕獲、去除存在于核工業(yè)放射性碘這方面的應用提供基礎數(shù)據(jù)。
　　第二章，以2,3,5-三溴噻吩、2,4-二溴噻吩、1,3,5-三乙炔苯以及1,4-二乙炔苯為單體，以DMF、三乙胺為反應溶劑，在Pd（0）/CuI的催化下，通過典型的Sonogashira-Hagihara反應一步合成了SCMP-1～SCMP-4四種新型噻吩基共軛微孔材料。采用13C固體核磁光譜分析儀（NMR）、傅立葉-紅

3、外光譜掃描儀（FTIR）和元素分析儀三種儀器，對其結構和化學組成進行了分析；熱重分析表明其熱分解溫度超過300℃；通過SEM對其形貌進行了表征；氮氣吸脫附實驗結果表明合成的上述材料均為介孔材料。
　　第三章，以合成的四種噻吩基共軛微孔聚合物為吸附劑，詳細的研究了多孔材料對揮發(fā)性氣態(tài)碘和有機溶劑中的碘的吸附、去除性能，并對吸附碘后各聚合物的循環(huán)吸附性能進行了深入研究。結果表明，SCMP-2對揮發(fā)性氣態(tài)碘具有最高的吸附值，其吸附量達到

4、了222wt%；通過分析吸附數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，聚合物的微觀性質是影響吸附值高低的主要因素，其次當聚合物中含有某種富電子基團時，能顯著的增加聚合物與氣態(tài)碘分子之間的親和力，提高吸附值；在有機溶液中的碘的吸附實驗中，SCMP-2仍具有最高的吸附量，且隨著初始溶液濃度的增加，能顯著提高整個溶液體系的吸附推動力，從而提升吸附量；對吸附碘后的聚合物樣品做XPS分析后發(fā)現(xiàn)，碘以單質形式存在于聚合物中，表明共軛微孔聚合物與碘分子之間的吸附主要以物理吸附為主；

5、通過循環(huán)吸附性能實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過三次循環(huán)吸附后，SCMP-2吸附量仍然高達161.94wt%，循環(huán)百分數(shù)為87%。
　　第四章，以四種噻吩基共軛微孔聚合物為吸附材料，深入探究其對有機溶劑中的碘的動力學和熱力學吸附性能。發(fā)現(xiàn)在四種動力學模型中，準二級動力學模型線性程度最高，能更好的解釋吸附動力學過程；在溫度相等時，整個吸附過程分別對應三個控制速度，但整個吸附速度主要由碘分子在液膜中的移動速度和碘分子的擴散速度決定；在兩種熱力學模型中，