基于光聚合技术在制备多孔聚合物粒子及图案化Metal-Organic Framework(MOF)膜方面的研究

摘要

近年来，光聚合技术发展迅猛，成为生活和生产中不可或缺的一部分。由于具有经济、环保、高效等特点，光聚合技术被广泛的应用于一些传统行业和新兴领域，如涂料、粘合剂、油墨、齿科修复、三维精密机械加工、3D打印等。MOFs（Metal-Organic Frameworks）是二十世纪九十年代问世的一种新兴材料，是通过有机配体连接金属离子或金属簇而形成的三维多孔晶体材料。由于具有孔隙率大、比表面积大、结构和化学性能具有可调变性等特点，MOF被广泛的应用于气体吸附与分离、化学催化、传感器、生物医药等。本课题将光聚合技术与MOF交叉结合，充分结合了两者的优势和特点，主要工作内容和结论如下:
　　1.成功合成了可光聚合有机配体，并且该有机配体具有很好的光化学活性;
　　2.采用可光聚合有机配体成功制备了形貌相同、尺寸均一的可光聚合的类Uio-66型Zr-MOF;然后通过光聚合技术与MOF相结合，采用“先组装、后光聚合”的方法，制备了具有介孔和大孔结构的类八面体三维多孔聚合物粒子;
　　3.丙烯酸是可作为MOF成核和生长位点的光聚合单体，本文通过光聚合技术简单快速的制备了具有不同羧酸含量的平面聚合物基材，然后采用直接生长法制备了平面共生MOF膜，并研究了丙烯酸添加量对MOF在聚合物基材表面生长情况的影响;
　　4.通过光聚合技术简单、快速制备了图案化聚合物基材，并得到图案化MOF膜，分辨率可达到微米级。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 光聚合技术概述

1．2．1 光聚合技术简介

1．2．2 氧阻聚

1．3 MOF(Metal-Organic Framework)概述

1．3．1 MOF(Metal-Organic Framework)简介

1．3．2 MOF(Metal-Organic Framework)的研究进展

1．4 光化学与MOF(Metal-Organic Framework)相结合的研究

1．4．1 光致图案化MOF(Metal-Organic Framework)膜

1．4．2 光催化

1．4．3 光刺激响应

1．4．4 其他方向

1．5 光聚合技术与MOF(Metal-Organic Framework)相结合的研究

1．5．1 MOF(Metal-Organic Framework)的光聚合反应

1．5．2 复合材料

1．6 课题的研究意义及内容

1．6．1 课题的研究意义

1．6．2 课题的研究内容

第二章 基于MOF(Metal-Organic Framework)模板光聚合法制备多孔聚合物粒子

2．1 概述

2．2 实验原料及仪器

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 2，5-二丙烯酸酯对苯二甲酸(H2dabdc)的合成

2．3．2 Uio-66-(OCOCH=CH2)2(Uio-66-AA)的制备

2．3．3 交联Uio-66-AA(C-Uio-66-AA)的制备

2．3．4 三维多孔聚合物粒子(3D-PP)的制备

2．3．5 产物表征

2．4 结果与讨论

2．4．1 2，5-二丙烯酸酯对苯二甲酸(H2dabdc)的结构表征

2．4．2 2，5-二丙烯酸酯对苯二甲酸(H2dabdc)的光聚合动力学研究

2．4．3 Uio-66-AA、C-Uio-6-AA、3D-PP的表征

2．5 本章结论

2．6 展望

第三章 结合光聚合技术在聚合物界面上制备共生MOF(Metal-Organic Framework)膜及其图案化

3．1 概述

3．2 实验原料及实验仪器

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器

3．3 实验方法

3．3．1 聚合物基材的制备

3．3．2 共生MOF膜的制备

3．3．3 图案化聚合物基材的制备

3．3．4 图案化共生MOF膜的制备

3．3．5 产物表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 聚合物基材的表征

3．4．2 平面共生MOF膜的表征

3．4．3 图案化聚合物基材的表征

3．4．4 图案化共生MOF膜的表征

3．5 本章结论

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的论文

作者简介

导师简介