富氮微孔有機(jī)聚合物的合成及CO2吸附研究.pdf

1、富氮的微孔有機(jī)聚合物在CO2吸附及分離方面具有突出的性能，在應(yīng)對(duì)CO2的過(guò)量排放引起的環(huán)境問(wèn)題方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。富電子的N原子，對(duì)CO2具有較強(qiáng)的相互作用，能夠顯著提高CO2的吸附量以及與其他氣體的分離能力。本文旨在利用含氮單體通過(guò)縮聚反應(yīng)獲得交聯(lián)的微孔網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而將大量的N原子引入微孔有機(jī)聚合物中，同時(shí)通過(guò)不同結(jié)構(gòu)的反應(yīng)單體探討連接臂長(zhǎng)和側(cè)基尺寸對(duì)孔道結(jié)構(gòu)和CO2吸附及分離能力的影響。具體研究如下:
　　1)利用四醛基苯基金

2、剛烷分別與聯(lián)苯四胺和均苯四胺反應(yīng)，得到微孔聚苯并咪唑PBI-Ad-1和PBI-Ad-2。具有四面體結(jié)構(gòu)的四醛基四苯基金剛烷使得交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有較大的比表面積，分別為1023 m2/g和926 m2/g，樣品的孔徑尺寸集中在0.58 nm和0.6 nm處，為超微孔結(jié)構(gòu)。擁有較長(zhǎng)連接臂的PBI-Ad-1由于分子鏈的互穿，形成了更小的孔道以及更大的比表面積。因此，在273 K和l bar條件下PBI-Ad-1的CO2的吸附量達(dá)17.3 wt％，C

3、O2/N2和CO2/CH4的選擇性分別達(dá)到72和9.9，均高于PBI-Ad-2。由于含有脂環(huán)和芳環(huán)結(jié)構(gòu)，樣品對(duì)苯蒸氣和環(huán)己烷蒸氣都具有良好的吸附能力，其中苯蒸氣吸附量達(dá)到98 wt％，環(huán)己烷蒸氣吸附量達(dá)到53.6 wt％。
　　2)利用廉價(jià)的三聚氰胺與1-萘甲醛和1-芘甲醛反應(yīng)，得到微孔聚縮醛胺PAN-7和PAN-8。由于芘側(cè)基擁有更大的尺寸，使得PAN-8的比表面積（865 m2/g）大于PAN-7(615m2/g)。更大的萬(wàn)電