基于Click反应的多孔有机聚合物的设计、合成及性能研究

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1、回密级：——中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：垃照指导教师：王蛰虚班墨虽虫国整堂院揖建煎厦缝拽班究匮学位类别：理兰堑土学科专业：互扭业堂培养单位：主国越堂院揖强塑厦结拽班宜匮2013年5月ByADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementMasterofScienceFujianInstituteofRese

2、archontheStructureofMatterChineseAcademyofSciences2013．5致谢时光飞逝，三年的硕士研究生生活在不知不觉中已接近尾声，在论文完成之际，向所有曾经关心、帮助、支持、理解和鼓励过我的老师、同学和亲人致以最真挚的谢意!首先感谢我的导师王瑞虎研究员对论文的悉心指导，谨以此文向他表示诚挚地谢意!同时，王老师严谨的治学态度、忘我的工作作风以及宽厚待人的品格给我留下了深刻的印象，这将对我以后的工作与生活产生深远的影响。感谢本组李留义、王立军、王秀云、李新雄、许红岩、周春山、吴涛、张秀、马广超、

3、陈志林、郭小芳、吕锐、赵怀霞、向磊、徐霞红、王杨鑫、李志发、巫励健、王玉玲等在平时实验及论文写作中所给予的支持和帮助!感谢分析测试中心的张旭东、黄萍、陈昕、陈波、陈起强等老师及福州大学分析测试中心的老师所提供的测试数据及分析。感谢研究生处的张婧、钟玲及陈小波老师在研究生工作和生活中给予的帮助。感谢我的家人，他们给了我最无私的精神鼓励和智力支持，使我得以顺利完成学业。钟鸿2013年5月摘要与传统的微孔材料相比，多孔有机聚合物具有大的比表面积、低的骨架密度、多样化的合成策略及易官能团化等优点，近几年来引起了人们极大的兴趣，使得多孔有机

4、材料从合成单体、构建方法、到最终的应用都有了极大的拓展。采用不同的设计理念，一系列新型的多孔有机聚合物被合成并应用于气体吸附分离、异相催化等领域，然而大多数多孔有机聚合物的性能主要依赖于高比表面积和高孔隙率，制约了此类材料的进一步发展。因此，发展功能化的多孔有机聚合物成为本领域研究热点之一。选用’'bottom-up”的合成策略，将具有配位能力的官能团通过相应的化学反应构筑到多孔有机聚合物中，得到的聚合物不仅保持了优异的孔性能，利于底物分子与催化剂的充分接触和传质，而且通过配位作用负载的催化活性物种分布均匀、不易流失，这极大提高了

5、催化剂的活性和循环能力。本论文通过简单高效的ChCk反应，设计、合成了6个三氮唑连接的多孔有机聚合物，并将其应用于气体吸附、硝基的氢化还原和烯烃的加氢还原。本论文内容主要分为以下五部分。第一章：对多孔材料的发展历程进行了概述，重点介绍了无机多孔材料、多孔金属一有机骨架材料和有机聚合物材料的研究进展。第二章：主要对实验过程中所用到的试剂和测试用到的仪器、型号、测试条件进行了概述。第三章：以2，7．二乙炔基芴及其衍生物和四(4．叠氮基苯基)甲烷为构筑基块，通过click反应合成了3个含有三氮唑配位基团的多孔有机聚合物。它们具有较好的热

6、稳定性和化学稳定性。孔性质实验表明，通过改变构筑基块2，7．二乙炔基芴上连接的取代基大小，能够在保持骨架不变的情况下调节此类材料的比表面积和孔径分布。选择比表面积最大的聚合物作为载体合成的钯纳米粒子催化材料，在硝基的氢化还原和烯烃的加氢还原反应中表现出高的催化活性及选择性，催化体系经过10次循环后活性和选择性没有发生明显的变化，透射电镜分析表明钯纳米粒子发生了一定程度的团聚。第四章：以2,6．二乙炔吡啶为构筑基块通过Click反应合成了3个具有含氮螯合基团的多孔有机聚合物。它们具有高的热稳定性、良好的化学稳定性、较摘要高的比表面积

7、和较窄的孔径分布以及对H2，C02和CH4较好的吸附分离能力。在此基础上，以此类聚合物为载体负载合成钯纳米粒子催化材料，在室温下烯烃的加氢还原反应中表现出高的催化活性及选择性。催化体系经过7次循环反应后活性和选择性以及钯纳米粒子尺寸和形貌没有发生明显的变化。第五章：对论文进行总结和展望。关键词：多孔有机聚合，物Click反应，气体吸附，催化反应，钯纳米粒子。AbstractPorousorganicpolymers(POPs)haveattractedmuchattentioninrecentyears，becauseofthei

8、rlargesurfacearea,lowskeletondensity,flexiblesyntheticstrategyandreadyfunctionality．Incomparisonwithtraditionalmicroporousma