【摘 要】
：
二维共价有机框架（2D COFs）是通过共价键连接的功能性π电子结晶材料,具有高孔隙率和可设计性等优点,基于其结构特点和可设计性,被广泛应用于催化、储能等领域。一般来说,大多数2D COFs都属于动态共价化学范畴,反应具有可逆性,制备出的材料结晶性良好,但基于动态共价化学理论制备的2D COFs稳定性较差,不能实现全共轭,阻碍材料中电子的迁移,从而限制了这类材料的应用范围。理论上说,使用能够形成共
论文部分内容阅读
二维共价有机框架（2D COFs）是通过共价键连接的功能性π电子结晶材料,具有高孔隙率和可设计性等优点,基于其结构特点和可设计性,被广泛应用于催化、储能等领域。一般来说,大多数2D COFs都属于动态共价化学范畴,反应具有可逆性,制备出的材料结晶性良好,但基于动态共价化学理论制备的2D COFs稳定性较差,不能实现全共轭,阻碍材料中电子的迁移,从而限制了这类材料的应用范围。理论上说,使用能够形成共轭的稳定连接键,是获得良好稳定性2D COFs的最佳方法。当前,已合成碳碳双键连接的2D COFs,并具有一定的稳定性,但碳碳双键易于氧化,可能进一步反应。相对而言,碳碳单键连接的共轭2D COFs是最稳定的结构,然而生成碳碳单键的过程高度不可逆,会导致结晶性较差,这使得这类材料的合成难度高,报道稀少。同时,由于2D COFs构筑单元限制,萘酰二亚胺（NDI）、吡咯并吡咯二酮（DPP）等大型功能分子很少被引入到2D COFs骨架中,从而限制2D COFs性能。（1）设计合成具有NDI的单体。从Stille偶联反应出发,分别从催化剂当量和反应时间两方面对反应条件进行优化,提高材料结晶性。结果表明,在15%催化剂当量和1 h条件下,制备出的类COFs结晶性最优,并借助X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、扫描电镜和透射电镜对材料的性质和形貌进行分析。（2）NDTT具有氧化还原活性、富氮单元和π-π共轭体系,赋予了NDTT良好的储能特性。实验结果表明,NDTT是赝电容电极材料,比电容高达425.3 F g-1(0.2A g-1下),具有优良的循化稳定性,同时电荷存储过程受扩散控制,材料内阻和电荷转移电阻均很小,其良好的储能性能源于氧化还原活性位点、富氮单元以及π-π共轭的协同作用。（3）合成了具有不同侧链的新型DPP分子,尝试制备基于DPP的新型2D COFs材料,分别在弱碱和弱酸条件下,依据不同的反应机理探究反应条件对2D COFs材料结晶性的影响。最终发现,酸性催化条件下,制备出的2D COFs材料结晶性更佳。
其他文献
多糖是三大天然生物聚合物之一,具有良好的生物相容性和可降解性。多糖种类丰富,具有结构和性质上的多样性,为制备新型功能材料和复合型材料提供了分子和生物学上的优势。在能源储蓄、食品包装、药物递送、空气过滤、光电催化等领域中,多糖基材料已经受到了广泛的应用研究。本文构建了三种不同的多糖基功能材料,探讨了它们在电化学手性识别、黄酮类化合物富集和空气过滤领域的应用。主要内容如下:首先,以环糊精、壳聚糖材料构
三甲氧基硅烷是一种重要的硅烷偶联剂,在其生产过程产生大量的甲醇（Methanol,Me OH）和三甲氧基硅烷（Trimethoxysilane,TMS）共沸物,无法用常规方法分离。本文以甲醇和三甲氧基硅烷共沸物的分离为目的,将优化后的双塔萃取精馏分离工艺作为基础流程,在此基础上提出应用蒸汽再压缩式热泵技术来回收利用塔顶蒸汽释放的潜热,以及利用热集成（heat integration,HI）技术来合
磷矿是不可再生资源,是保障粮食安全和高新技术产业发展的重要原料。湿法磷酸生产过程中磷矿的浸出是整个工艺的关键,但传统的浸出工艺存在浸出率低、固废量大等问题。近年来,随着湿法磷酸产业的快速发展,80%以上的磷矿为中低品位难选矿,导致磷矿浸出效率低,每生产1吨磷酸将产生约6吨磷石膏。因此,开发磷矿湿法高效浸出新技术以实现磷矿的充分、高效利用已成为企业界、学术界及社会所关注的焦点。为此,本文基于混沌混合
工业快速发展,环境污染和能源短缺问题急需解决。作为一种绿色储能器件,超级电容器（SCs）近年来得到了迅速发展。采用简便方法合成新型高性能电极材料对于提高超级电容器储能性能意义重大。本研究以镍钴基化合物储能材料为基础合成高性能的正极材料,以α-Fe2O3为基础合成Fe2O3@r GO负极材料,组装成为高性能混合型超级电容器。本文的研究内容和得到的结果如下:（1）采用混合溶剂法合成了椭球状Fe2O3@
我国的钒资源以钒钛磁铁矿为主,而磁铁矿的晶格稳定,通常采用高温氧化焙烧的方式破坏其结构,使得低价钒得以被氧化为高价态可溶性钒。传统焙烧提钒技术主要存在能耗大、成本高等问题。同时,焙烧时熟料的烧结现象严重阻碍了钒的浸出效率,因此,寻找新的低能耗、低成本、高效率的提钒方法已显得十分重要。本文以四川某钢铁厂的转炉钒渣为原料,基于复合焙烧提钒工艺技术,优选出Na2CO3/Mn O2高效复合焙烧添加剂,计算
新能源技术飞速发展,锂离子电池因其能量密度高、质量轻、寿命长、无记忆效应、安全环保等特点受到市场消费者的青睐,已经广泛工业化,成为一种传统化石能源的替代性产品。随着近些年消费类电子产品的发展,尤其是电动汽车产业的快速发展,对锂电池的需求旺盛,对高能量密度锂电池的需求比较迫切。负极材料锂电池的重要组成部分,对电池比容量和比能量有决定性影响。市场上的锂电池负极材料主要是石墨,但它的理论比容量低,无法满
质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）通过电化学反应高效地将氢/氧的化学能转化为电能且仅排出水,能够有效减少使用化石燃料造成的有害废气排放问题,是兼顾安全、续航与减碳环保的乘用车动力解决方案。PEMFC虽然具有诸多优点,但其阴极氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）动力学比阳极氢氧化反应（hydrog
近年来,能源危机与环境污染已经成为了全世界共同关注的问题,不可再生能源并非是用之不竭取之不尽,并且传统化石燃料的利用率低,在使用过程中会产生对环境污染较为严重的污染物,为此,探索开发可再生环境友好型新能源备受世界各国的关注。其中,燃料电池作为一种无污染、可再生的绿色能源,获得了大量的关注和研究,尤其是直接甲醇燃料电池（DMFCs）直接以甲醇为燃料,将其化学能直接转化为电能,具有来源丰富、能量转换率
约束大涡模拟方法（CLES）是一种模拟壁湍流的数值模拟方法。CLES方法把流场分为近壁区和远壁区,在远壁区使用传统的亚网格应力模型,在近壁区采用带雷诺应力约束的亚网格应力模型。本文将CLES方法结合湍流入口生成技术模拟了可压缩平板湍流边界层问题,以自然发展的直接数值模拟（ND-DNS）的结果为参照,同传统的大涡数值模拟（LES）,分离涡数值模拟（DES）的结果对比。结果表明,与传统的LES方法以及
环境和能源问题的日趋严峻让氢能成为最有希望解决人类生存大计的新型清洁能源代表。目前,电催化分解水是人工产氢的主要方式。然而,在水分解过程中,阴极上的二电子的析氢反应（HER）和阳极上的四电子的析氧反应（OER）缓慢的动力学导致水分解反应效率较低。经济高效的催化剂的使用可以有效克服这个问题。具有特殊三明治结构（S-M-S,M=Co、Mo、W等）的过渡金属二硫化物二维材料,尤其是MoS2,具有优异的电