【摘 要】
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离子型有机多孔聚合物(ionic porous organic polymer,iPOPs)是一类含有电荷的新型多孔有机聚合物,其理化性质,官能团和活性位点可以通过抗衡离子交换轻松地进行调节。因此在气
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离子型有机多孔聚合物(ionic porous organic polymer,iPOPs)是一类含有电荷的新型多孔有机聚合物,其理化性质,官能团和活性位点可以通过抗衡离子交换轻松地进行调节。因此在气体存储与分离、水净化、多相催化、能量转换和存储等领域均得到越来越广泛的应用。尤其是刚性iPOPs,由于刚性共轭结构的存在,使其在光催化领域也展现出良好的应用前景。Zincke盐反应是近年来发展起来的一种高效合成刚性iPOPs的新方法,但迄今为止大部分的研究还仅局限于具有紫精结构的Zincke盐单体以及后续多孔聚合物,而具有更加延展共轭的新型Zincke盐单体和刚性iPOPs仍鲜有报道。因此,本论文设计合成了具有不同共轭桥连结构的新型Zincke盐单体,并与三嗪类三胺化合物通过Zincke盐反应构筑了一系列新型的刚性iPOPs,并进一步研究了其染料吸附性能以及光催化合成性能。具体的研究结果如下:(1)设计合成了具有不同共轭程度的Zincke单体,进而通过Zincke盐反应成功合成了孔径及比表面积可调的刚性iPOPs-1和iPOPs-2。通过红外光谱、固体核磁13C CP/MAS NMR、XRD、TGA、FE-SEM和氮吸附等表征了两种聚合物材料的化学结构、孔径分布、形貌以及稳定性,并考察了两种材料的CO2吸附能力。发现通过共轭侨联尺寸的变化,确实可以实现对孔径和比表面积的调控,研究了两种聚合物对模型染料的吸附性能,结果表明:iPOPs-1和iPOPs-2对具有较小分子尺寸的甲基橙(MO)都有很好的吸附性能,然而,iPOPs-1对于分子尺寸较大的的甲基蓝(MB)则不能吸附;而iPOPs-2则可以完全吸附MO与MB。这个结果进一步证实了孔尺寸的筛分作用。(2)设计合成了具有蒽环结构的Zincke单体,进而通过Zincke盐反应成功合成了一种新的供体-受体(DA)型iPOPs,命名为AN-POP-1。通过红外光谱、固体核磁13C CP/MAS NMR、XRD、TGA、FE-SEM和氮吸附等表征了聚合物材料的化学结构、孔径分布、形貌以及稳定性,并通过固体紫外和电化学测试分析了其光电性质。发现通过在材料骨架中引入D-A结构,使得该多孔聚合物具有良好的光电性质。进一步利用苄胺氧化偶联反应作为模型反应,考察了其可见光光催化活性,结果表明:其作为一类新型的非均相光催化剂对苄胺氧化偶联反应具有很好的光催化性能,并且具有优异的循环性和稳定性。
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