新型离子有机聚合物的合成和应用

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2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的己经发表研巧成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；马不夕効？签字曰期：必巧年口／月。曰Ｉ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解夭津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

3、。索阅意学校，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借同。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘■（保密）的学位论文在解密后适用本授说明权：位论文导师签名学作者签名０钞須弓戸口口曰：月曰曰月曰签字期年签字期＾／／新型离子有机聚合物的合成和应用SynthesisandApplicationsofNewIonicOrganicPolymers学科专业：化学研究生：冯妙娜指导教师：高洪苓副教授天津大学理学院二零一五年五月摘要本研究将离子液体的灵活性和框架材料优良的结构特性相结合，提出设计制备具有多

4、重CO2吸附、催化转化功能的离子有机聚合物。研究这些聚合物对CO2的吸附、催化转化性能以及偶氮键的存在对CO2/N2的选择性。主要研究内容及成果如下：1、为制备的材料有更大的自由体积、孔隙度、比表面积和更高的CO2吸附量，设计合成了五种具有立体结构的有机单体：四苯甲烷、四（4-溴苯）甲烷、四（4-甲酰基苯）甲烷、四（4-硝基苯）甲烷、四（4-氨基苯）甲烷。含氮丰富的聚合物有更高的CO2的吸附量，因此我们合成了含氮丰富的[4-（4-吡啶）]卟啉与4,4´,5,5´-四硝基-2,2´-二-1H-联咪唑两种有机单体。2、根据离子液体功能结构

5、的多样性和灵活性，对CO2具有吸附、催化功能。本文设计合成了离子单体的阳离子部分含卤素、腈基、硝基官能团的化合物：1,3-二-（4-溴基苯基）咪唑氯、1,3-二-（4-腈基苯基）咪唑氯、1,3-二-（4-硝基苄基）咪唑溴/氯。3、从制备的单体中选取了部分单体制备了三类不同的材料：（1）用[4-（4-吡啶）]卟啉与1,3-二-（4-溴基苯基）咪唑氯聚合生成包含咪唑和卟啉的离子有机聚合物[poly(porphyrinandimidazole-based)complex]（PPIC）。用红外（IR）、X-射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微

6、镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱（EDS）、物理吸附（BET）对材料进行了表征与研究，并对材料PPIC的CO2的吸附量、催化CO2的性能进行了研究。（2）用溴乙胺氢溴酸盐季铵化的[4-（4-吡啶）]卟啉与4,4´,5,5´-四硝基-2,2´-二-1H-联咪唑通过氨基和硝基的缩合反应生成包含卟啉和联咪唑的离子有机聚合物[poly(porphyrinand2,2’-biimidazole-based)complex](PPBIC)PPBIC-Br，用KPF6进行阴离子交换生成PPBIC-PF6。用IR、SEM、EDS进行表征与研究，

7、并对PPBIC的CO2的吸附量、CO2/N2的选择性、催化CO2的性能进行了研究。（3）用溴乙胺氢溴酸盐季铵化的[4-（4-吡啶）]卟啉与四（4-氨基苯）甲烷通过氨基和硝基缩合反应生成含有卟啉和苯的离子有机聚合物[poly(porphyrinandbenzene-based)complex](PPBC)PPBC-Br，用KPF6进行阴离子交换生成PPBC-PF6。用IR、SEM、EDS进行表征与研究，并对PPBC的CO2的吸附量、CO2/N2的选择性、催化CO2的性能进行了研究。关键词：离子聚合物、CO2、吸附、选择性、催化ABSTR

8、ACTOurstudiesaimatcombiningtheflexibilityofionicliquidswithexcellentstructuralfeaturesofframeworkmaterial,ando