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印染 2024年第9期50卷 91-96页

作者：于金伟孙纪龙任海涛天津工业大学教育部与天津市共建先进复合材料重点实验室纺织科学与工程学院天津300387

过量的磷引起水体富营养化,进而对环境造成危害。近年来将硅藻土作为多孔载体材料用于去除废水中磷酸盐备受关注。介绍了金属(氢)氧化物、稀土元素、施氏矿物、金属有机骨架及海藻酸钠改性得到的硅藻土基复合材料的理化特征、吸附磷酸... 详细信息

过量的磷引起水体富营养化,进而对环境造成危害。近年来将硅藻土作为多孔载体材料用于去除废水中磷酸盐备受关注。介绍了金属(氢)氧化物、稀土元素、施氏矿物、金属有机骨架及海藻酸钠改性得到的硅藻土基复合材料的理化特征、吸附磷酸盐效果和吸附原理等,提出了硅藻土基复合材料在控制磷酸盐污染方面的发展方向。

关键词：硅藻土基复合材料吸附改性磷酸盐

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硅藻土基复合净化材料的研究进展

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应用化工 2021年第10期50卷 2847-2850页

作者：肖力光寇红阳吉林建筑大学材料科学与工程学院吉林长春130118

简单介绍了硅藻土的性能特点及纯化工艺,主要综述了吸附法和光催化法两种甲醛净化机理;以及硅藻土基复合净化材料的合成方法:溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法和水解法4种方法;分析近年来国内外的研究进展,说明了硅藻土基复合净化材料在... 详细信息

简单介绍了硅藻土的性能特点及纯化工艺,主要综述了吸附法和光催化法两种甲醛净化机理;以及硅藻土基复合净化材料的合成方法:溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法和水解法4种方法;分析近年来国内外的研究进展,说明了硅藻土基复合净化材料在吸收、净化甲醛等有害气体方面具有很高的研究价值,在实际的生活生产中也具有重要的意义。同时,硅藻土基复合净化材料的研究尚不成熟,对其未来的研究重点和方向做出了展望。

关键词：硅藻土基复合材料净化研究进展

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基于四醛基配体的三维亚胺类COFs材料的设计合成与结构表征

基于四醛基配体的三维亚胺类COFs材料的设计合成与结构表征

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作者：陈婷婷吉林大学

学位级别：硕士

共价有机骨架材料(COFs)是一类新兴的多孔结晶聚合物材料,它有着广泛的应用如气体吸附和分离、催化、光电子学、化学传感、药物递送和清洁能源等。与其它结晶多孔材料相比,COFs材料具有很多独特的优势,例如密度低、表面积大、孔径和结... 详细信息

共价有机骨架材料(COFs)是一类新兴的多孔结晶聚合物材料,它有着广泛的应用如气体吸附和分离、催化、光电子学、化学传感、药物递送和清洁能源等。与其它结晶多孔材料相比,COFs材料具有很多独特的优势,例如密度低、表面积大、孔径和结构可调、易功能化等。这一领域的快速发展吸引了科研工作者的广泛关注。尽管二维COFs材料设计合成已经很好的建立起来,然而目前三维COFs材料的设计与合成却仍是个挑战。因此探索开发新型三维COFs材料,使它们性能多样化是至关重要的。这些在本论文的第一章绪论中进行了详细的讨论,除此之外,还在第一章绪论中讨论了COFs材料的分类、设计原则、合成方法以及它们在不同领域的应用。在第二章中,一种新型结晶亚胺类共价有机骨架材料TA-COF-1,在溶剂热条件下由四-(4-酰基苯基)甲烷与对苯二胺首次通过缩合反应生成。TA-COF-1晶体结构通过PXRD、SEM、FT-IR以及TGA等表征进行了研究。结果表明TA-COF-1具有良好的热稳定性,高Langmuir表面积(1771.19 m2g-1),小孔径(1.28 nm)和大的孔体积(0.753 cm3g-1)。此外,TA-COF-1对H2的吸附量高达61.78 cm3 g-1的。值得一提的是,这是第一次使用四面体结构的醛基配体来成功合成三维结晶亚胺类COFs。在第三章中,另一种新型结晶亚胺类共价有机骨架材料TA-COF-2,是在溶剂热条件下由四-(4-酰基苯基)甲烷与四-(4-氨基苯基)甲烷首次通过缩合反应生成。TA-COF-2晶体结构通过PXRD、SEM、FT-IR以及TGA等表征进行了研究。结果显示TA-COF-2具有好的热稳定性和化学稳定性,高Langmuir表面积(1313.91 m2 g-1),小孔径(0.73 nm)和大的孔体积(0.474 cm3 g-1)。此外,TA-COF-2对H2的吸附量高达106.02 cm3 g-1,对CO2的吸附量为43.64 cm3 g-1。值得一提的是,这是第一次使用两个同为四面体结构的醛基/氨基配体来成功合成三维COFs.在第四章中,我们借鉴传统多级孔沸石分子筛的合成方法,选取硅藻土作为合成多级孔COFs材料的基底,通过原位合成策略首次成功制备出具有多级孔结构的硅藻土/共价有机骨架复合材料(标记为Dt-EA/TA-COF-2)。该复合材料因硅藻土中大孔的引入,克服了TA-COF-2自身的单级微孔劣势,这也为该复合材料更多的潜在应用优势提供了可能,并且这种基于硅藻土合成多级孔COFs材料的策略也为后续相关合成工作提供了宝贵的参考价值。

关键词：四醛基配体三维亚胺类COFs 硅藻土基复合材料多级孔COFs 原位合成策略

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新型二维多级孔共价有机框架及其复合材料的设计合成和结构表征

新型二维多级孔共价有机框架及其复合材料的设计合成和结构表征

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作者：唐俊杰吉林大学

学位级别：硕士

共价有机框架(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一类由有机结构单元通过缩合反应而合成的新型结晶多孔聚合物。2005年,Yaghi教授课题组首次报道了这种由有机轻元素(如B,C,O,N等)通过强共价键连接形成的共价有机框架材料,其具有高比... 详细信息

共价有机框架(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一类由有机结构单元通过缩合反应而合成的新型结晶多孔聚合物。2005年,Yaghi教授课题组首次报道了这种由有机轻元素(如B,C,O,N等)通过强共价键连接形成的共价有机框架材料,其具有高比表积、可调节的孔隙率、精确的周期性以及表面易修饰等特性。根据其特有的性质,COFs在气体吸附和分离、催化、光电、质子传导、药物转运等领域进行了广泛的研究,并且也引起了相关领域的研究人员对此类材料的深切关注。COFs根据结构主要分为二维(2D)COFs和三维(3D)COFs,虽然目前二维COFs的设计合成已经相对成熟,但是绝大多数都是一维单孔道的二维COFs材料。2014年,赵新教授课题组首次提出一种双孔二维COFs材料,但是直到现在,该类材料设计合成的报道并不多见,这是由于多级孔COFs的合成还面临着许多困难,其各结构单元之间需要精确的角度进行契合,同时需要在共价动态化学影响下形成稳定的具有周期性结构的框架。本文主要探讨了多种新型多级孔COFs材料的设计合成以及其中一种COF材料与氨基化的硅藻土结合制成含有微孔-介孔-大孔三级不同孔道的共价有机框架复合材料。本课题的研究主要分为以下几个部分:第一部分:详细阐述了COFs材料的发展历史、设计原则、已合成的反应类型以及合成方法,并且根据COFs的特性简单介绍其在不同领域中的应用。同时为了配合第三部分实验合成多级孔COFs的复合材料。第二部分:在此我们介绍一种新型含氟原子双孔2D-COF的设计和合成,以2,3,5,6-四氟对二苯甲醛和四(4-氨基苯)乙烯为前体,通过溶剂热方法首次合成带氟原子的多级孔COF材料,它是由一个D对称单体和一个C对称单体连接而成的六角星形状结构,命名为ETTA-TFA-COF,其拥有2.93 nm六边形介孔与1.43 nm三角形微孔的双孔结构。通过理论模拟、PXRD表征、氮气吸附-脱附表征和FT-IR光谱分析等证实了ETTA-TFA-COF的结构。同时,对比结构相似但是不含氟原子的COF材料,我们合成的ETTA-TFA-COF材料在碱性溶液中展现出了非常优秀的稳定性。第三部分:首次利用N,N,N’,N’-四(4-氨基苯)-1,4-苯二胺新结构单元合成新型二维多级孔COFs材料,将其与2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛和对苯二甲醛分别通过溶剂热缩合反应合成两种不同的双孔2D COFs材料,并分别命名为TABA-DM-COF与TABA-PA-COF。同样地,本实验也通过理论模拟、PXRD表征、氮气吸附-脱附表征和FT-IR光谱分析等证实了两个COFs的结构。另外,我们还将TABA-DM-COF与氨基化的硅藻土结合,第一次合成了含有微孔-介孔-大孔三级不同孔道的共价有机框架复合材料,并进行了一系列的表征以确定此复合材料被成功制备。

关键词：共价有机框架材料多级孔硅藻土基复合材料

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