含三嗪环共价有机聚合物的合成及其性能研究

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共价有机聚合物是一类众所周知的高交联多孔材料,具有无定形到半结晶性质,主要由强共价键形成。由于具有密度低、比表面积大、骨架结构稳定、表面功能基丰富、孔道结构可调、稳定性好和孔隙率高等特点,引起了研究者们的广泛关注。随着研究的不断进行,共价有机聚合物材料在多相催化、能量存储、光电材料、荧光传感和气体吸附分离等诸多领域均表现出良好的应用前景。本论文主要围绕共价有机聚合物材料的应用开展了相关工作,通过在共价有机聚合物骨架中引入富氮官能团,作为可调支撑材料,利用官能团与金属离子活性位点有较强的相互作用,设计合成了金属改性催化剂,并应用于邻氨基甲基交叉脱氢反应中;通过在共价有机聚合物骨架中引入含硫官能团,设计合成了含硫的富氮聚合物材料,并应用于Au(III)吸附领域中。本论文具体研究内容及结果如下:以三聚氰胺和三聚氰氯为合成单体,采用溶剂热法合成了一种含三嗪环的共价有机聚合物材料(N-COP-1),再通过常规浸渍法将Cu(II)负载到材料上得到Cu/N-COP-1,再将其应用于催化苯酚的邻氨基甲基交叉脱氢反应。研究表明该催化剂在不使用任何配体的条件下对苯酚的邻氨基甲基交叉脱氢反应具有较好的催化效果,且该反应对各种反应底物具有普适性,各种取代酚和N,N-二甲基苯胺均可转化为相应的产物。此外,催化剂经过简单干燥后可继续使用,在重复循环五次后,催化性能没有明显下降。利用对苯二甲醛和甲脒二硫醚二盐酸盐为原料,采用溶剂热法成功合成了一种含硫的富氮共价有机聚合物材料S-COP-1,并将其应用于Au(III)吸附。实验结果表明该材料对Au(III)具有很高的选择性和吸附性能,并且可以在短时间内快速吸附大量Au(III)。在动力学试验中,吸附符合伪二阶动力学模型,表明了吸附过程以化学吸附为主。在等温吸附实验中,吸附符合Langmuir吸附等温线,且在45℃时最大吸附量可高达1506 mg·g-1。
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