微孔有机聚合物的绿色高效制备及其气体吸附研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:poiuytrewq10
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微孔有机聚合物是一种具有高比表面积、轻骨架密度、高环境稳定性的新型材料,在气体吸附、废水处理、药物缓释和异相催化等领域具有极大的应用潜力,近几年得到了快速的发展。但微孔有机聚合物的环境友好、低成本及规模化制备仍存在诸多挑战。本文围绕绿色高效制备微孔有机聚合物及其气体吸附应用这一主旨,分别描述了微孔聚双马来酰亚胺、微孔聚酰亚胺和微孔聚马来酰亚胺的制备,并且研究了这三类材料在气体吸附和分离中的应用,主要内容如下:(1)采用双马来酰亚胺单体为构筑单元,以高沸点的二苯砜为溶剂,通过一步热引发自由基聚合制备了一系列微孔聚双马来酰亚胺。双马来酰亚胺单体在温度高于180℃时可以形成电子给体-供体配合物,从而产生双自由基引发双马来酰亚胺单体聚合,最终得到三维交联网络。通过傅里叶红外、固体13C核磁、元素分析和氮气吸脱附测试等表征,表明所得微孔聚双马来酰亚胺具有预期的化学结构和高的比表面积。通过聚合条件(聚合时间、单体浓度和聚合温度)的优化,产物的比表面积最高可达1025m2g-1。丰富的微孔和大量的杂原子使该聚合物对CO2表现出优异的吸附和分离性能,其在273 K/1.0 bar下能吸附13.25 wt%的CO2,且CO2/N2的吸附选择性达64.55(273 K)。微孔聚双马来酰亚胺还具有好的能源气体(H2:1.05 wt%,77.3 K/1.13 bar;CH4:0.64 mmol g-1,273 K/1.0 bar)和有机蒸汽(二氯甲烷:2800 mgg-1,乙酸乙酯:1340 mgg-1,苯:1380mg g-1,甲苯:1330 mg g-1和环己烷:860 mg g-1,室温和相对饱和压力)捕获与储存性能。二苯砜溶剂可以通过旋转蒸发及干燥实现回收,并在循环使用三次后仍具有较强的溶剂化能力。该热引发自由基聚合既不需要引发剂也不产生副产物,且反应可以在6h内完成。因此,绿色、原子经济和省时高效的特性使该策略具有极大的工业应用前景。(2)选择芳族三胺和芳族二酐为构筑单元,高沸点二苯砜为溶剂,通过325℃下的热缩聚反应合成了三种不同结构的微孔聚酰亚胺。较高的温度赋予了该热缩聚反应快的动力学,从而使得反应可以在30 min内完成,极大缩短了制备时间。所得微孔聚酰亚胺的化学组成、热稳定性、形貌和孔结构通过一系列测试手段进行表征。结果显示,芳族三胺和芳族二酐成功地发生了酰亚胺化反应,且所得聚合物具有好的热稳定性、丰富的微孔和高达1825m2 g-1的比表面积。多孔结构和氢键受体的协同作用赋予了微孔聚酰亚胺优异的NH3吸附性能(21.10 wt%,303 K/1.0 bar)和良好的循环再生性。另外,该材料对CO2、H2和有机蒸汽也有很好的捕获性能。循环实验结果表明,二苯砜可以回收利用,循环使用三次后所得微孔聚酰亚胺的比表面积仍达1377m2g-1。因此,该策略实现了省时节能、绿色环保及低成本制备高性能微孔聚酰亚胺。(3)以芳族三胺(或芳族二异氰酸酯)和单官能度的马来酸酐为原料,通过一锅法反应合成了一系列微孔聚马来酰亚胺。傅里叶红外、固体13C核磁和元素分析表征结果表明,所得微孔聚马来酰亚胺具有预期的化学结构,且反应可以在6 h内完成。这种比表面积高达730 m2 g-1的聚合物在CO2吸附与分离领域具有很好的应用前景,CO2吸附量达13.29wt%(273 K/1.0 bar),CO2/N2吸附选择性达87.83(273 K)。另外,二苯砜在该聚合体系中可以实现回收利用。与传统方法相比,该一锅法制备策略大大缩短了反应时间,避免了复杂的反应过程和中间体的分离提纯过程,减少了环境废弃物的产生,拓展了构筑单元的选择范围。
其他文献
背景据估计,2019年有73820名患者被诊断为肾细胞癌(RCC),其中约14000人死亡,这表明这种疾病带来了巨大的死亡负担。大多数肾癌患者病理类型为肾透明细胞癌。过去的二十年里,我们对肾癌的发病机制、分子途径和基因组畸变的理解有了很大的发展,因此也出现了越来越多的治疗方法。然而,目前尚无与肾透明细胞进展或临床应用相关的分子标志物。因此迫切需要更多有效的诊断生物标志物和治疗靶点。目的在应用R语言
癌症一直以来是无法攻克的难题,而三阴性乳腺癌的治疗更是十分困难。本论文以课题组合成的2,6-二取代-3H-咪唑并[4,5-b]吡啶衍生物为研究对象,对这些化合物进行抗肿瘤活性评价,初步建立构效关系,从中筛选出对三阴性乳腺癌具有高抑制活性的苗头化合物,初步研究其抗肿瘤机制,并对其进行成药性的初步分析。主要研究内容和成果如下:抗肿瘤活性筛选时,我们发现GG041104抑制三阴性乳腺癌细胞MDA-MB2
刀具磨损将会直接影响到工件的加工质量,从而造成经济利益损失。为了提高刀具磨损状态检测准确率,本文针对硬质合金刀具的磨损状态检测展开了研究,全文主要内容如下:(1)确定了以振动信号作为硬质合金刀具磨损状态检测信号,分析了刀具的磨损机理及形式,并探究了振动信号与刀具磨损之间的内在联系。结合刀具磨损过程和实际应用,制定了刀具磨损等级。利用正交试验法制定了信号采集实验计划,获取了硬质合金刀具在加工全过程中
目的:1.探索妇幼专科医院护士的人文关怀品质现状及其影响因素。2.探索混合式教学在妇幼专科医院护士人文关怀品质培训中的应用效果。方法:1.于2019年3月~5月采用量性与质性研究相结合方法,采用护士人文关怀品质量表、自我效能感量表和一般情况调查问卷对福建省某妇幼专科医院537名护士调查,深度访谈12名护士。采用护士关怀行为量表和一般情况调查问卷对福建省某妇幼专科医院230名住院患者进行调查。2.选
表面增强拉曼光谱(SERS)具有超高的灵敏性,能获得高质量的表面吸附分子的拉曼信号,常用于分子的定性、定量分析以及分子的结构表征,是识别分子指纹信息的有力手段。为了探究分子在金属纳米结构表面的吸附行为对SERS光谱的影响,本论文首先以磺胺嘧啶分子(SD)作为探针分子,采用密度泛函理论(DFT)研究了 SD分子的拉曼光谱,并进一步研究了吸附构型、光化学反应对其SERS光谱的影响。其次,以对甲基苯硫酚
目的通过观察雌性SD大鼠PM2.5气道慢性暴露的全身炎症细胞因子是否对绝经后骨代谢产生影响。方法3周龄雌性SD大鼠(SPF级)适应1周后进行随机分为去势组和假手术组,且该两组进一步分为对照组(PBS 20μl)和低(PM2.57.8μg(3.9μl)+PBS 16.1μl)、中(PM2.5 16.5μg(8.25μl)+PBS 11.75μl)、高(PM2.533.3μg(16.65μl)+PBS
目的:原发性免疫性血小板减少症(ITP)是一种常见的出血性疾病,糖皮质激素是目前临床的一线治疗方法,然而近30%的ITP患者表现出对激素的耐药,仅有5-30%的患者能达到长期缓解。本研究通过对临床患者相关指标的分析,得出一些可以用于预测激素治疗效果欠佳的临床指标,建立激素疗效不佳的预测模型。方法:回顾性分析2013年5月-2019年5月就诊于厦门大学附属中山医院的111例ITP患者,收集数据,进行
研究目的:“肝主疏泄,调畅情志”是中医形神一体观的重要内容,在临床诊治心身疾病中发挥着关键作用。然而,“肝主疏泄”理论日趋笼统、抽象和泛化,临床实践中难以精准掌握和运用。因此,厘清“疏泄”的源流、本质和内涵对于充实中医理论、深化临床实践意义重大。慢性失眠症(CI)是目前最常见、最棘手的心身疾病之一,其中痰热内扰兼夹肝血亏虚型最为多见,临床尚缺乏针对本病心身共治的有效方案。本研究在失眠认知行为疗法(
谱负Lévy过程的Parisian破产问题在近几年得到了广泛的研究,本论文以谱负Lévy过程及其尺度函数为研究基础,结构如下:第一章给出本文相关的文献综述。第二章给出本文的预备知识,即谱负Lévy过程及其尺度函数的定义;再参考Wang and Zhou(2019)[17],定义了draw-down时间,谱负Lévy过程的反射过程,谱负Lévy过程的draw-down反射过程,还定义了与上述几个过程
医学影像分割描绘了人体不同的解剖结构和异常组织,可以用于临床诊断,治疗规划等。借助充分的标注数据,深度卷积神经网络已经在医学影像分割研究中取得了突破性的进展。但是,获得用于训练深度卷积神经网络的大量医学标注影像是一项密集的劳动并且很容易出错,因此迫切需要对标注数据依赖小的分割方法,该方法只需要一个或几个标注示例即可进行训练,可有效解决标注难以获得的问题。本文以分割磁共振成像的脑解剖结构为例,借鉴o