稀土含氮多孔聚合物的制备和性质研究

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多孔聚合物由于其结构可控、高比表面积、密度低、热稳定性及化学稳定性良好等特点引起人们的广泛关注。其中,含氮多孔聚合物不仅具有以上优点而且易于和金属离子结合,因而在储能、分离、吸附、催化等领域得到了应用。本文制备了几种新型含氮多孔聚合物并探究了其吸附性能;将稀土离子掺杂到含氮多孔聚合物中制备了一类新型稀土离子掺杂的含氮多孔聚合物并研究了其荧光性能。为此:本论文主要工作如下:(1)利用5,5’-二(溴甲基)-2,2’-联吡啶和三聚氰胺在无催化剂条件下合成含氮多孔聚合物POP-1。利用扫描电镜、透射电镜、红外、热重分析、能谱仪、元素分析仪、BET测试等对材料进行了表征,结果表明这种材料热稳定好,比表面积大。进行性质研究发现POP-1对甲基橙具有显著的吸附效果,最大吸附量达至738.6mg/g,具有优异的吸附性能,而且吸附过程非常快。成本较低的COF-1,6对甲基橙的最大吸附量为558mg/g。通过掺杂法将稀土离子引入到含氮多孔聚合物POP-1中合成了Eu3+@POP-1等材料,利用分子荧光光谱仪对其荧光性能进行了研究,发现Eu3+@POP-1不仅是一种发光材料还是一种可用于检测Fe3+、甲醇的高效荧光探针和新的pH传感器。实验结果说明含氮多孔聚合物POP-1在荧光检测方面有很好的应用。(2)利用5,5’-二甲醛-2,2’-联吡啶和三聚氰胺在无催化剂条件下合成含氮多孔聚合物ARPOP-1。进行性质研究发现其对2,4-二氯苯酚有良好的吸附效果,最大吸附量为428.41mg/g,表明ARPOP-1具有良好的吸附功能。通过将稀土金属离子掺杂到ARPOP-1中合成了发光材料Eu3+@ARPOP-1、Tb3+@ARPOP-1和Eu3+@Tb3+@ARPOP-1。成功制备了两种白光材料Eu3+@Tb3+@ARPOP-1和Eu3+@Tb3+@HBP-2。利用分子荧光光谱仪对其荧光性能进行研,发现Eu3+@ARPOP-1可用于在水中检测铜离子并且不受其他金属离子的干扰,检测限达到10-6g/L。此外,Eu3+@ARPOP-1还可用于检测水中的2,4-二氯苯酚,Eu3+@ARPOP-1中铕离子荧光性能和ARPOP-1吸附性能结合使其检测限达到10-9g/L。
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