论文部分内容阅读
微孔有机聚合物具有高表面积、低骨架密度和特殊的孔道结构,通过对微孔有机聚合物进行功能化修饰,能够合成具有更多优良性能的微孔有机聚合物材料,从而进一步拓展聚合物材料的应用范围。同时,因为微孔有机聚合物具有较为稳定的有机骨架结构,有较好的化学和热稳定性能,所以研究者近来将微孔有机聚合物视为一种理想的固相催化剂载体材料,用于负载金属纳米粒子或金属氧化物等具有催化特性的化学物质。本文首先以三嵌段共聚物聚乳酸-聚丙烯酸叔丁酯-聚苯乙烯(PLA-b-PtBA-b-PS)为前驱体,通过超交联诱导自组装策略,制备了一种新型的羧基功能化中空微孔有机纳米球骨架。经进一步的离子交换和硼氢化钠原位还原方法,成功制备中空微孔有机纳米球负载银纳米粒子复合材料。所得材料具有特殊的多级孔结构(总比表面积约为430 m2 g-1),银纳米粒子活性位点可均匀稳定分散在空腔内(银纳米粒子尺寸约为7 nm),从而提高催化反应的活性。由准一级动力学分析,该催化剂催化还原亚甲基蓝的反应速率为1.47×10-2 s-1,其TOF值为3.2×10-22 min-1;对硝基苯酚的催化还原反应速率为1.17×10-2 s-1,TOF值为0.58 min-1;硫醇的选择性催化氧化产率为96%,TOF值为100 min-1;苯乙烯选择性催化氧化的选择性高达92%。循环10次后依旧可保持稳定的结构与催化性能。以两嵌段共聚物聚乳酸-聚苯乙烯(PLA-b-PS)和苄胺单体为前驱体,采用共混超交联诱导自组装及水杨醛与氨基的后修饰反应,制备一种新型的希夫碱修饰的中空微孔有机纳米球骨架。随后,通过希夫碱与铜离子的配位作用,成功制得中空微孔有机纳米球负载铜配合物催化剂。该铜配合物催化剂具有良好的多级孔结构(微孔/介孔)、较高的比表面积(总比表面积约为476 m2 g-1)和均匀分布的活性位点。在烯烃的选择性环氧化中选择性可达84%,产率为96%,其TOF值为200 h-1。重复循环12次后,结构依旧可得到保持。以两嵌段共聚物聚乳酸-聚苯乙烯共聚物为前驱体,经超交联诱导自组装和简单的浸渍还原法,制备具有独特的蛋黄-蛋壳结构的Fe0纳米粒子负载的中空微孔有机纳米球骨架(YS-Fe@HPNFs)。所制备的YS-Fe@HPNFs催化剂因具有高的比表面积(总比表面积约为416 m2 g-1)、多级孔分布和独特的蛋黄-蛋壳纳米结构,对甲基橙染料的降解率可达97%以上,并探究了不同催化剂剂量、不同pH值和不同初始浓度下,YS-Fe@HPNFs对催化降解甲基橙的影响。经实验证明,酸性条件(pH=3)有益于甲基橙染料的降解。通过超交联诱导自组装和一步沉淀法,以两嵌段共聚物聚乳酸-聚苯乙烯共聚物为前驱体,成功制备负载有超小氧化亚铜纳米粒子的中空微孔有机纳米球骨架(Cu2O@HPNFs)。得益于氧化亚铜纳米粒子的超小尺寸及负载材料HPNFs高的比表面积(总比表面积约为404 m2 g-1)和微/介孔结构,所合成的Cu2O@HPNFs对4-硝基苯酚(4-NP)的催化还原反应速率为3.3×10-2 s-1,对甲基橙的光催化降解率为2 mg min-1 g-1。重复循环10次后,仍保留有稳定的结构和催化性能。