螺旋取代聚炔/炭基杂化材料的制备及性能研究

摘要

手性螺旋取代聚炔由于其独特的二级结构、手性放大效应以及显著的光学活性受到广泛关注。炭材料特别是多孔炭材料由于具有多孔性、高比表面积、化学性质稳定等特质，使其应用广泛。鉴于此，从螺旋聚炔出发设计制备具有新型结构的光学活性炭基杂化材料就彰显出了其重要的意义。本文主要研究内容如下:
　　1、将手性螺旋取代聚炔与还原氧化石墨烯泡沫(RGO-foam)相结合制备了手性3D多孔杂化泡沫。首先通过氧化石墨烯化学还原自组装制备了多孔的RGO-foam，然后将RGO-foam浸入单体、交联剂和催化剂的混合溶液中，单体在RGO-foam中聚合并形成具有交联结构的螺旋聚合物。圆二色谱表明手性杂化泡沫具有显著的光学活性。用SEM表征了手性杂化泡沫的多孔结构。TG和BET分析结果表明石墨烯的存在提高了聚炔的热稳定性和比表面积。用手性杂化泡沫诱导消旋体丙氨酸对映体选择性结晶，结果显示L-丙氨酸被优先诱导析出。此外，手性泡沫可以被循环再利用，且不会影响其诱导效果。对诱导得到的晶体进行进一步的对映体选择性结晶可以得到ee值达88％的丙氨酸晶体。
　　2、首先高温炭化悬浮聚合制备的交联聚苯乙炔纳米球制得了高残炭率(76％)的纳米炭球，然后将纳米炭球依次进行氧化和炔基化制备炔基化的炭球，最后通过“grafting-through”的方法将取代炔单体M1聚合接枝到了炭球表面制得了聚炔杂化炭球。用氮吸附测试、XRD、TG分别表征了纳米炭球的表面积和孔径分布、石墨化度、热稳定性。用SEM对各阶段炭球（纳米炭球、氧化炭球、炔基化炭球、聚炔杂化炭球）进行了形貌表征，结果显示炭球粒径较为均匀。红外和XPS表征结果显示了氧化、炔基化和聚炔接枝功能化过程的成功。此外，分散性测试结果表明，杂化炭球可分散于多种溶剂中。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．1 引言

1．1．2 螺旋取代聚炔的种类

1．1．3 螺旋取代聚炔的研究现状

1．2 石墨烯／聚合物复合泡沫研究进展

1．2．1 石墨烯概述

1．2．2 石墨烯泡沫

1．2．3 石墨烯／聚合物复合泡沫研究进展

1．3 炭球研究进展

1．3．1 概述

1．3．2 炭球的制备方法

1．3．3 炭球的应用研究

1．4 选题的目的和意义

第二章 手性聚炔／石墨烯杂化泡沫的制备及诱导对映体选择性结晶应用的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原料及仪器

2．2．2 手性单体M的制备

2．2．3 交联剂CA的制备

2．2．6 手性3D多孔杂化泡沫的制备

2．2．7 手性3D多孔杂化泡沫诱导消旋体丙氨酸对映体选择性结晶

2．3 结果与讨论

2．3．1 手性3D多孔杂化泡沫的制备过程

2．3．2 还原氧化石墨烯泡沫的结构性能表征

2．3．3 手性3D多孔杂化泡沫的结构性能表征

2．3．4 手性3D多孔杂化泡沫诱导消旋体丙氨酸对映体选择结晶

2．4 本章小结

第三章 聚炔基高残炭率纳米炭球的制备及其功能化

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 原料及仪器

3．2．2 交联聚苯乙炔纳米球(PANS)的制备

3．2．3 聚苯乙炔纳米球的炭化制备纳米炭球(NCS)

3．2．6 取代炔单体M1的合成及聚合制备PMl

3．2．7 ACS接枝螺旋取代聚乙炔制备聚炔杂化纳米炭球(PHCS)

3．3 结果与讨论

3．3．1 手性杂化纳米炭球的制备过程

3．3．2 聚苯乙炔纳米球和纳米炭球的结构性能表征

3．3．3 氧化纳米炭球及炔基化纳米炭球的结构性能表征

3．3．4 聚炔杂化炭球PHCS的表征

3．4 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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