新型共軛微孔聚合物的制備及其性能研究.pdf

1、新型共軛微孔材料近年來(lái)引起國(guó)際科研人員的密切關(guān)注，不少科研人員投身于共軛微孔材料的開(kāi)發(fā)研究，發(fā)現(xiàn)在吸附、儲(chǔ)能、水處理、儲(chǔ)氣、催化等領(lǐng)域存在潛在應(yīng)用價(jià)值。本文以1,3,5-三乙炔苯、2-氨基-3,5-二溴吡啶、3-氨基-2,6-二溴吡啶和1,4-二乙炔苯為單體，在金屬催化劑參與下，通過(guò)單體結(jié)構(gòu)調(diào)整、溶劑調(diào)節(jié)及比例調(diào)節(jié)研發(fā)出11種新型共軛微孔聚合物，并進(jìn)行一系列有機(jī)物吸附、氣態(tài)碘吸附、CO2吸附、重金屬離子吸附等試驗(yàn)。
　　針對(duì)新合成

2、的11種新材料，我們借助元素分析儀、13C核磁共振波譜儀（NMR）和傅立葉-紅外光譜掃描儀（FTIR）三種儀器確立了材料的元素組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及含有的官能團(tuán)，組成它們的基本元素是C、H、N等輕質(zhì)元素，大量苯環(huán)、吡啶環(huán)通過(guò)碳碳三鍵等相互偶聯(lián)交替形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；利用掃描電子顯微鏡（SEM）以及透射電子顯微鏡（TEM）研究發(fā)現(xiàn)了特殊中空管狀、球狀等形貌的聚合物；采用熱重分析儀（TGA）發(fā)現(xiàn)這11種新材料熱分解溫度基本都在300℃以上，擁有良好的

3、熱穩(wěn)定性而且發(fā)現(xiàn)它們均不溶于常見(jiàn)溶劑，化學(xué)穩(wěn)定性良好；在真空120℃下通過(guò)N2吸脫附分別測(cè)得它們的BET比表面積、孔體積等，發(fā)現(xiàn)通過(guò)單體比例的改變可以很好調(diào)控孔性能，進(jìn)一步純化管狀，其中BET比表面積最高達(dá)到760 m2 g-1，總的孔體積最高為1.35 cm3 g-1。
　　我們對(duì)前四種材料經(jīng)靜態(tài)水接觸角測(cè)試發(fā)現(xiàn)均表現(xiàn)出超疏水性(水接觸角均大于150°），另外發(fā)現(xiàn)在有機(jī)物吸附中，對(duì)柴油、泵油等吸附突出。曾有人研究發(fā)現(xiàn)含有富電子的

4、體系利于氣態(tài)碘吸附，考慮到合成的新材料中富含N原子，因此在調(diào)溶劑體系里我們對(duì)幾種材料進(jìn)行氣態(tài)碘吸附，黑色固體的NCMP-5最先達(dá)到吸附飽和，NCMP-6碘吸附量是幾種材料里的最高值（297 wt％）；在調(diào)比例體系中，由于新合成的幾種材料含有親CO2官能團(tuán)-NH2，所以在低壓下進(jìn)行CO2測(cè)試實(shí)驗(yàn)，跟相似比表面積的多孔材料相比，其CO2吸附值遠(yuǎn)高出那些材料，表現(xiàn)出優(yōu)異的儲(chǔ)CO2性能；另外它們?cè)谥亟饘匐x子吸附實(shí)驗(yàn)中，由于材料中所含的N原子加強(qiáng)