基于亚胺连接的功能化共价有机框架材料的合成和性能研究

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjwx2008
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共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一类在诸如吸附分离、储气、传感、储能、催化、药物输送等领域应用潜力巨大的新型有机晶态多孔材料。席夫碱反应是合成COFs材料时最常见的反应类型之一,COFs的席夫碱反应中当胺和醛反应时可以得到亚胺键(C=N)连接的席夫碱COFs,当胺和2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛反应时得到的C=N结构会发生重排得到酮式COFs材料。以亚胺键连接的COFs材料具有许多优异的物理化学性质,是现阶段COFs材料中最为热门、应用最为广泛的一个类别,该类型的COFs材料在许多科学研究领域和日常生产生活中表现出了极高的应用价值。本工作主要围绕基于席夫碱反应的亚胺连接的COFs材料合成、表征展开了如下工作:(1)设计合成了新型苯并二呋喃基配体并将其与三嗪基配体单元通过溶剂热的方法自组装形成了二维亚胺键COFs材料(COF-BDF-TAPT)。采用粉末X射线衍射、傅立叶转换红外光谱、透射电镜、紫外-可见吸收光谱等方法对该COFs进行测试和分析,并对其结晶性、形貌和光吸收性等方面进行了分析和阐述,证实了该COFs材料具有良好的结晶度、均匀的形貌以及良好吸光性质。此外,我们推测该COFs材料具有光催化活性,在下一步工作中我们会将其进一步应用于光催化氢气反应。通过该部分工作,对COFs材料用于光催化制氢进行较为深入的了解和研究。(2)设计合成了芴基二维亚胺键COFs材料(COF-DPF-Tp),采用粉末X射线衍射、傅立叶转换红外光谱、扫描电镜、透射电镜、气体吸附脱附等方法对该COFs进行测试和分析,并对其结晶性、形貌和稳定性等方面进行了分析和表征,该类型的COFs材料具有良好的结晶性、均匀的形貌以及良好的稳定性。(3)设计合成了新的叠氮官能化的酰肼配体并将其与2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛在溶剂热条件下合成了新型的叠氮官能化的COFs材料(COF-N3-Tp)。采用粉末X射线衍射、傅立叶转换红外光谱、扫描电镜、透射电镜、热重分析、气体吸附脱附等方法对该COFs进行测试和分析,并对该COFs的结晶性、形貌和稳定性等方面进行表征和说明,证实了该COFs材料具有良好的结晶度和稳定性。此外,该COFs材料带有叠氮基团,是个良好的反应活性接头,可以进一步改性和修饰使该COFs材料拥有我们期望得到的新性质和新功能。
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