金属卟啉基多孔聚合物的合成及催化性能研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuhua345
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有机多孔聚合物材料POPs是一类拥有较大的比表面积和永久性孔道结构的新型材料。因其良好的气体存储和分离、非均相催化及化学传感等性能从而引起了科学家们广泛的关注。POPs具有较低的骨架密度,高比表面积和优异的物理化学稳定性,同时具有多样性的合成方法,我们可以通过选择特定的构筑单元,设计并合成具有一定结构和性质有机多孔聚合物,从而得到功能化的聚合物应用于相关领域。本论文将展示一系列新型超交联聚合物材料,并且对其进行了结构表征及催化性能研究。本论文第三章主要详细阐述了采用一种简单奇妙的策略将具有催化性能的有机小分子超交联合成为具有高效非均相催化性能的催化剂。首先我们合成小分子单体5,10,15,20-四苯基卟啉铁(III),再加入外部交联剂二甲醇缩甲醛,在无水三氯化铁催化下通过一步傅-克烷基化反应形成了超交联微孔聚合物。该聚合物材料(FePp-H-HCP)的Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积为735 m2 g-1,总孔体积为0.678 cm3 g-1。我们还研究了不同交联剂加入比例对比表面积的影响。同时为了考察不同取代基及取代基的不同位置对于聚合物比表面积的变化情况,我们在卟啉中引入了-Br,-OCH3基团,从而得到了另外三种超交联微孔聚合物,并对其结构进行了详细的表征和性质研究。这三种聚合物分别为FePp-Br-HCP,FePp-OMe-HCP,FePo-OMe-HCP。FePp-Br-HCP的BET比表面积为418 m2g-1;FePp-OMe-HCP的BET比表面积为902 m2g-1;FePo-OMe-HCP的BET比表面积为977 m2 g-1。本论文第四章详细阐述了所制备的超交联微孔聚合物FeP-HCPs对于不活泼的醛和简单二烯的环氧加成反应(hetero-Diels-Alder)展示了高效的非均相催化能力。我们对催化条件进行了优化,同时还考察了催化剂对于底物的普适性和重复利用能力。值得关注的是该催化剂可通过简单的过滤处理进行再一次催化反应,反应产率仍然很高,循环利用5次后,催化活性没有明显下降。这表明该材料拥有良好的工业应用前景。这种新型超交联聚合物催化剂结合了均相与非均相催化剂的优势,得益于其高比表面积,良好的稳定性和骨架中可裁剪催化中心。
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