基于共價有機框架材料的設(shè)計合成及其催化性能的研究.pdf

1、共價有機框架材料(Covalent Organic Frameworks，COFs)作為一種新型的有機結(jié)晶性多孔材料，具有獨特的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，在氣體吸附-分離、質(zhì)子傳導(dǎo)、光電、催化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文在功能化COF材料應(yīng)用于多相催化進行了一定的研究，設(shè)計、制備了不同類型的功能化COF材料，并對其結(jié)構(gòu)和催化性能進行了研究和探討。
　　首先，選擇框架結(jié)構(gòu)中含有羥基基團的H2P-DHPh COF作為前驅(qū)體

2、，通過后修飾改性制備了咪唑型陽離子COF材料—BMIMBr@H2P-DHPhCOF。通過FT-IR、PXRD、TG、N2吸-脫附等分析技術(shù)對改性前后的COF框架結(jié)構(gòu)進行表征和分析。將制備的BMIMBr@H2P-DHPh COF作為催化劑，選擇CO2-環(huán)氧化合物的環(huán)加成反應(yīng)進行催化性能測試。研究表明，在特定的反應(yīng)條件下，COF催化劑對PO和ECH兩種底物分子具有良好的催化性能，產(chǎn)物的產(chǎn)率均高于90％。
　　其次，選擇框架結(jié)構(gòu)中含有咪

3、唑基團的Me-Im COF作為前驅(qū)體，離子化改性后堿處理得到了N-雜環(huán)卡賓型的Me-Im NHC COF。同樣地，通過FT-IR、PXRD、TG等分析技術(shù)對材料進行測試表征。將制備的Me-ImNHC COF用于催化甘油和直鏈型碳酸二甲（乙）酯的酯交換合成碳酸甘油酯。實驗表明，催化劑具有良好的催化效果，對應(yīng)產(chǎn)物的分離產(chǎn)率約為95％。但是，Me-Im NHC COF的結(jié)構(gòu)性質(zhì)還有待于進一步探索和研究。
　　最后，將框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的TF-

4、Py COF經(jīng)過1，3-丙烷磺內(nèi)酯改性后，進一步與乙酸鈷反應(yīng)得到了[SO3Co]-TF-Py COF。通過FT-IR、PXRD、ICP-OES、XPS、TG等分析技術(shù)對材料進行表征，首次通過離子間的靜電作用實現(xiàn)了金屬在COF材料中的負載。將制備的[SO3Co]-TF-Py COF材料作為催化劑，選擇CO2-環(huán)氧化合物的環(huán)加成作為特征反應(yīng)以測試其催化性能。結(jié)果表明，COF催化劑在特定的條件下對不同的底物分子具有普適性，產(chǎn)物的產(chǎn)率高于95％