三维Salen共价有机框架材料的设计合成与分离性能研究

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共价有机框架材料作为一类新型的有机多孔材料,具有优异的化学稳定性,较高的比表面积和均匀分布的孔道,其在分子的储存与分离,非均相催化,荧光传感,光电和储能等领域有着极其广泛的应用。本论文设计合成了四种三维Salen共价有机框架材料。通过粉末X-射线衍射、红外光谱和氮气气体吸附测试等多种手段表征了共价有机框架的结构,并研究了其在乙苯、苯乙烯和二甲苯异构体混合物分离中的应用。本论文共分为以下几部分:第一章,介绍了论文的研究背景,首先介绍了COFs的发展,总结概括了多种用于构建COFs的化学键型,介绍了COFs材料在分子的吸附与分离,非均相催化和储能等领域中的应用;其次简述了COFs研究领域目前面临的机遇和挑战;最后概括了本论文的选题意义和工作进展。第二章,通过多步的有机反应合成了两种水杨醛单体,在醋酸锌和无醋酸锌存在下,利用溶剂热的方法,将其分别与乙二胺进行组装,得到了四种共价有机框架材料。通过粉末X-射线衍射结合理论模拟的方法对四种COFs材料的结构进行解析。并辅以红外光谱和氮气吸附等多种表征手段,证明了所模拟结构的正确性。所得到的四种COFs均具有较高的比表面积,多孔性和化学稳定性。最后研究了四种COFs材料对于乙苯、苯乙烯和二甲苯同分异构体的分离性能,首次实现了COFs材料用于分离二甲苯异构体领域中的研究。并且其能取得与MOFs材料相当的分离选择性。第三章,对本论文工作进行了总结与展望。
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