有機多孔聚合物的合成及其吸附性能研究.pdf

1、有機多孔聚合物有著較大的比表面積、孔徑可控、骨架密度低、良好的化學(xué)物理性、可修飾性以及制備方法多樣性等特點在氣體吸附和蛋白質(zhì)吸附方面取得了很大的進展?？捉Y(jié)構(gòu)包括孔徑、孔徑分布、總孔容和微孔孔容等直接影響著氣體或蛋白質(zhì)的吸附性能。制備與調(diào)控功能化的有機多孔聚合物，也是當(dāng)前多孔材料研究的一個熱點。了解孔結(jié)構(gòu)與吸附性能的相互關(guān)系，可為制備高效氣體存儲/分離、蛋白質(zhì)純化材料提供相關(guān)理論依據(jù)，對推動能源、環(huán)境和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意

2、義。本論文利用有機多孔聚合物與離子液體在溫室氣體CO2吸附/分離方面的優(yōu)勢，制備了幾種離子液體功能化的超交聯(lián)多孔聚合物，研究了其結(jié)構(gòu)與氣體吸附性能；利用click chemistry與卟啉的結(jié)構(gòu)特性，制備了兩種不同孔結(jié)構(gòu)的含卟啉多孔聚合物，研究了其蛋白質(zhì)吸附性能。主要得到了以下結(jié)果：
　?。?）以對氯甲基苯乙烯和咪唑型離子液體為構(gòu)筑單元，利用Friedel-Crafts烷基化反應(yīng)合成了八種離子液體功能化的超交聯(lián)多孔聚合物。BET比

3、表面積在447 m2/g到647 m2/g之間，Langmuir比表面積在609 m2/g到994 m2/g之間，孔徑在2 nm到5 nm之間，且孔結(jié)構(gòu)為狹縫孔；離子液體含量為7 mol％或11 mol％；形貌為無規(guī)則球狀。在273 K和1bar條件下，離子液體功能化超交聯(lián)多孔聚合物CO2的最大吸附量為7.56 wt％，CO2的最大等量吸附熱為30.6 KJ/mol，H2的最大吸附量為0.92 wt％，選擇性（CO2/N2）最大為47.

4、9。相比于不含離子液體超交聯(lián)多孔聚合物，在離子液體含量為11 mol％的情況下，CO2的吸附量提高1.63 wt％（273 K），等量吸附熱提高了10 KJ/mol，選擇性（CO2/N2）提高了20，展現(xiàn)出對氣體良好的吸附分離性能。
　　（2）以卟啉為構(gòu)筑單元，利用click chemistry合成了兩種含卟啉多孔聚合物。PPs-Zn為介孔材料，BET和Langmuir比表面積分別為18 m2/g和25 m2/g，最可幾孔徑為18

5、 nm；PPs-Co是大孔材料，BET和Langmuir比表面積分別為0.5 m2/g和0.6 m2/g，最可幾孔徑為90 nm；孔結(jié)構(gòu)均為狹縫孔。含卟啉多孔聚合物對蛋白質(zhì)的吸附量高于其他吸附材料，對牛血清蛋白（BSA）、人纖維蛋白原（HFg）、脂肪酶和溶菌酶的最大吸附量分別為670 mg/g、3010 mg/g、409 mg/g和507 mg/g。固定化脂肪酶和溶菌酶的比活性最大分別為0.1 U/mg和4.8 U/mg；固定化脂肪酶重