微孔聚合物和微孔氮掺杂碳材料的制备及其应用的初探

摘要

由于化石燃料的快速消耗而导致的日益严重的环境和能源问题已经引起了人们的极大的关注,对二氧化碳的捕获和对类似于氢能的清洁能源的开发对于解决全球的环境是非常重要的。多孔聚合物材料由于具有较高的比表面积,较窄的孔径分布,较好的化学稳定性以及较低的骨架密度使其在气体存储和分离得到越来越广泛的重视,在实际应用中有着重要意义,在本论文中,制备了一系列的多孔聚合物并研究了其相关应用。　　1.通过用吡啶做碱,封管反应,制备了两种基于2,3,6,7,13,14-六氨基三蝶烯盐酸盐的有机/无机杂化多孔聚合物 HTrpPOP-1和 HTrpPOP-2,并对这两种聚合物进行了结构表征以及气体性能的测试。通过氮气吸附等温线可以得到它们的Brunauer–Emmett–Teller(BET)比表面积在790和640 m2 g–1之间。根据氢气吸附等温线,得到了在1.0 bar/77 K的条件下氢气吸附量分别为1.30 wt％和1.11 wt%。根据甲烷吸附等温线,得到了在1.0 bar/273 K的条件下甲烷吸附量分别为4.52 wt%和3.86 wt%。根据二氧化碳吸附等温线,得到了在1.0 bar/273 K的条件先吸附量分别为16.16 wt%和13.40 wt%,同时收集了不同温度的下二氧化碳吸附量的数据,利用克劳修斯?克拉配龙方程公式计算了它们二氧化碳吸附的等比容吸附热分别为30.0 kJ mol–1 and30.2 kJ mo l–1。　　2.通过封管反应,初步制备了一系列的基于三蝶烯的有机多孔聚合物,分别为基于2,3,6,7,13,14-六氨基三蝶烯盐酸盐的有机多孔聚合物 HTrpPOP-3~6和基于2,6,14-三氨基三蝶烯的有机多孔聚合物 TTrpPOP-1~3,并对这些聚合物进行了结构表征以及气体性能的初步研究。　　3.基于组内合成的聚咔唑的有机多孔材料,进行了碳化实验,得到了氮掺杂的有机微孔碳材料,通过对反应时间和反应温度的控制,得到了一系列的碳材料,初步研究了其在气体吸附性能和超级电容器的应用。

目录

声明

致谢

第一章综述

第二章 基于六氨基三碟烯的有机-无机杂化多孔材料的制备及应用

第三章 基于三碟烯的有机多孔材料的制备以及性能探索

第四章 基于聚咔唑的微孔氮掺杂碳材料的制备及应用性能初探

第五章 结论

参考文献

附录

攻读期间发表论文情况