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多孔有机聚合物(POPs)是由有机单元构建连接而形成的新型多孔材料,在吸附、非均相催化、分离和气体储存等方面具有很高的应用价值。本文围绕POPs捕集水中重金属离子这一主题,采用简单合成方法制备了几种功能性多孔有机材料,并研究了它们对水溶液中重金属离子的吸附性能。 基于甲苯单体,采用一锅法Friedel-Crafts反应合成了甲基功能化的多孔材料POP-CH3,进一步采用合成后修饰法,得到表面含羧基的多孔聚合物(POP-COOH)和多氨基的聚合物(POP-NH2)。研究发现,POP-NH2对金属离子的吸附能力要高于其他两种材料,并且对Pb2+具有较高吸附性能。吸附等温数据符合Langmuir模型,其饱和吸附量可达523.56 mg/g,吸附动力学更符合准二级动力学方程。在经历多次循环后吸附率仍可达90%以上。 以三维(3D)骨架醛基功能化的三蝶烯为单体,采用一锅法Friedel-Crafts反应将单体在外交联剂二甲氧基甲烷(FDA)作用下编织成3D的多孔聚合物TPP-CHO(FormylPre-functionalized Triptycene-based Polymer),然后利用一步shiff-base反应将氨基嫁接到TPP-CHO中得到多孔有机聚合物TPP-NH2。结果发现,TPP-NH2对Fe3+,Pb2+,Cu2+,Co2+均有吸附能力,但对Fe3+吸附效果更好,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,其饱和吸附量为191.6 mg/g。 以三蝶烯与苯并-15-冠醚-5(1∶1)为共混单体,在FeCl3的催化下,一步法合成共聚物POP-TCE(Porous Organic Polymers of Triptycene and Crown Ether),并初步研究其对水溶液中金属离子的吸附性能。研究发现,POP-TCE对Fe3+,Pb2+,Cu2+,Co2+均有少量吸附效果。