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聚合物与助剂 2023年第1期 13-22页

作者：王晓娟(译) 不详

在本研究中,通过溶剂热反应合成一种阻燃性三嗪基共价有机框架(FT-COF),以改善热塑性聚氨酯(TPU)的防火安全性和机械性能。当FT-COF添加量为***%时,TPU的抗拉强度和伸长率分别提高了69%和12%。在基体中引入FT-COF纳米颗粒后,TPU的热稳... 详细信息

在本研究中,通过溶剂热反应合成一种阻燃性三嗪基共价有机框架(FT-COF),以改善热塑性聚氨酯(TPU)的防火安全性和机械性能。当FT-COF添加量为***%时,TPU的抗拉强度和伸长率分别提高了69%和12%。在基体中引入FT-COF纳米颗粒后,TPU的热稳定性显著提高,其中TPU/FT-COF3%的残炭量增加了158%。TPU/FT-COF3%复合材料的热释放速率峰值和总的热释放分别下降了51.6%和47.3%。此外,其总烟释放量(41.1%)和一氧化碳生成速率峰值(43.53%)发生明显下降。本研究为高效降低TPU的可燃性提供了一种新方案,从而开发其工业用途。

关键词：力学性能阻燃性三嗪基共价有机框架 TPU复合薄膜

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基于三嗪和三蝶烯共价有机框架材料的合成与性能研究

基于三嗪和三蝶烯共价有机框架材料的合成与性能研究

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作者：杨柳柳山东农业大学

学位级别：硕士

共价有机框架材料(COFs)是一类由共价键连接的具有周期性结构单元的聚合物,具有低密度、可调节的孔隙、高的化学和热稳定性等特点,受到研究者的广泛关注。其中,三嗪基COFs和三蝶烯基COFs以其高含氮量及π-π共轭的独特结构优势,以及表... 详细信息

共价有机框架材料(COFs)是一类由共价键连接的具有周期性结构单元的聚合物,具有低密度、可调节的孔隙、高的化学和热稳定性等特点,受到研究者的广泛关注。其中,三嗪基COFs和三蝶烯基COFs以其高含氮量及π-π共轭的独特结构优势,以及表现出来的独特氧化还原性和光电性能,近年来成为光电催化、电化学传感等领域的研究热点。因此,从分子角度设计合成新型共价有机框架聚合物,并充分利用结构优势探求其应用性能具有重要研究意义。本论文设计合成1,3,5-三(4-氨基苯基)三嗪(TAPT)和2,3,6,7-四溴萘二酸酐(TBNDA)两种单体,进而分别合成了三嗪基COF(TATB)和三蝶烯基COF(tatp-NDA)材料,并对其应用性能进行了研究。主要研究内容如下:(1)以对氨基苯腈为起始原料,在冰水浴中加入三氟甲磺酸进行强酸催化24 h,对氨基苯腈发生环化反应,结束后加入NaOH(2.0 M)溶液进行中和,生成TAPT单体,并通过FT-IR和H NMR确定其分子结构。选择萘二酸酐(NDA)和二溴海因作为原料,在浓硫酸和三氟乙酸混合溶剂中,二溴海因结构中的溴基团取代NDA苯环端位的H原子,二者发生取代反应,合成TBNDA,通过FT-IR对其分子结构进行确定。(2)采用溶剂热法合成TATB和tatp-NDA。以TAPT和TBNDA为单体,在均三甲苯和正丁醇混合溶剂中密闭反应合成出TATB。通过FT-IR、C NMR和XPS确定TATB的分子结构。SEM显示TATB由尺寸为0.5-2.0μm的微球组成且表面粗糙。TGA测试表明TATB的分解温度高于600℃,热稳定性良好。将2,6,14-三氨基三蝶烯(tatp)和NDA两种单体以及溶剂DMF密闭加热,170℃注入丙酸作为催化剂,加热反应24 h合成出tatp-NDA。通过FT-IR和C NMR确定其分子结构。SEM和TEM显示tatp-NDA由1μm左右的微球组成,且表面粗糙,存在明显孔道,球体实心。比表面积及孔隙度测试表明tatp-NDA的比表面积为164.6 m g,以微孔结构为主,同时存在少许介孔结构。UV-Vis DRS测试表明tatp-NDA的禁带宽度为2.1 eV,具备半导体性质。(3)采用TATB改性玻碳电极得到TATB/GCE,用于水样中1-萘酚的检测。EIS和CC测试表明,相较于GCE,TATB/GCE电子传递速率提高,活性面积增大。CV测试结果显示,TATB/GCE显示出增强的1-萘酚电化学响应信号,且线性关系良好,检测限为5.0 n M。鉴于tatp-NDA粗糙微孔的结构且属于半导体,选择罗丹明B为目标污染物,探究了tatp-NDA的吸附和光催化降解性能。紫外可见光谱的测试结果表明,tatp-NDA具备良好的吸附和光催化降解性能。猝灭自由基法对光催化降解机理进行探究,证明O在降解过程中起主要作用。HRMS对降解中间产物进行了鉴定,证明降解过程为N-脱乙基。

关键词：共价有机框架三嗪基共价有机框架三蝶烯基共价有机框架电化学检测有机染料吸附光催化降解

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