含二氧化碳吸附活性位点的微孔有机聚合物的制备及其性能分析-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

华 华 中 科 技 大 学 硕 士 毕 业 论 文 II万方数据 II 万方数据 解吸附等温曲线，计算出了聚合物对 CO2 的吸附热，超交联聚合物 HCP-Ph、HCP-Hy、 HCP-Re、HCP-Ca 的吸附热分别为：27.1 KJ mol-1, 29.2 KJ mol-1, 33.7 KJ mol-1, 35.7 KJ mol-1。吸附热数据表明，单体中羟基数目越多或两羟基的位置靠得越近时，材料对 CO2 的吸附热就越大；随着单体与 FDA 的比例从 1: 2 增加到 1: 3，材料 HCP-Ph、 HCP-Hy、HCP-Re、HCP-Ca 的 CO2 的吸附量（273 K@1bar）分别从 9.4 wt%, 10.5wt % , 8.0 wt%，11.4 wt%降低到 9.0 wt%, 8.4 wt%, 6.4wt%, 10.3 wt%，即单体与 FDA 的比例 为 1:2 时结果最好。 (2) 选择含 N 原子的芳杂环单体，如：三苯胺，咔唑，吲哚，以 AlCl3 为催化剂通 过肖尔偶联的方法合成了一系列含氮的微孔有机聚合物，其中自聚得到的产物分别为： PTBA、PCA、PIN；同时将以上三种单体两两共聚，获得的产物分别为：PCA-TBA、 PCA-IN 和 PIN-TBA。探讨了氮原子对 CO2 吸附性能的影响。其中，材料 PCA-IN 具 有最高的 CO2 吸附量达到 16.5 wt%（273 K@1 bar），BET 比表面积为 629 m2 g-1，通 过测试不同温度（273 K, 298 K）聚合物的 CO2 的吸附-解吸附等温线，计算出了聚合 物的 CO2 吸附热，材料 PTBA, PCA, PIN, PCA-TBA, PCA-IN, PIN-TBA 的 CO2 吸附热 分别为 29.8 KJ mol-1, 24.4 KJ mol-1, 30.6 KJ mol-1, 26.5 KJ mol-1, 24.8 KJ mol-1, 26.9 KJ mol-1 。 聚合物 PTBA, PCA, PIN, PCA-TBA, PCA-IN, PIN-TBA 的 CO2 吸附量 （273K@1bar）分别为 13.6 wt%, 15.6 wt%, 10.8 wt%, 14.8 wt%, 16.5 wt%, 14.2 wt% 。 比较材料 PTBA，PCA-TBA, PIN-TBA 的 CO2 吸附量，发现在材料中引入质子化的氮 原子（NH）比非质子化的氮原子（N）具有更强的亲 CO2 性能。 以上结果证实了引入羟基和氮元素是微孔聚合物获得亲 CO2 活性吸附位点的有 效手段，为今后设计与制备具有高 CO2 吸附量的微孔材料打下了基础。 关键词：微孔有机聚合物，活性位点，傅-克反应，肖尔偶联，二氧化碳吸附 III万方数据 III 万方数据 Abstract In recent years，greenhouse effect become increased year by year with the development of economy and the slather use of fossil fuels leading to large amounts of greenhouse gas emission, thus it is a big challenge that control carbon dioxide emissions and capture carbon dioxide from the atmosphere in order to reduce the content of carbon dioxide in the atmosphere. In recent years, the rapid development of solid microporous materials with high specific surface area provides a broad application prospect for CO2 adsorption and storage. Microporous organic polymers (MOPs) is a class of new physical adsorption porous solid material, and mainly composed of low density elements (for example, C, H, O, N, B, etc.). Recently, microporous organic polymers (MOPs) have been demonstrated as th