关键词： 有机多孔聚合物   共轭微孔聚合物   荧光光谱   吸附   传感  

摘要： 有机多孔聚合物(POPs)是一类高比表面积,具有复杂孔径结构,可修饰不同官能团的新型有机材料,其复杂的微观结构使其在吸附分离领域具有良好的前景。共轭微孔聚合物(CMPs)是有机多孔聚合物的一种,其也具有上述所说的有机多孔聚合物的特性,相比其他类型的有机多孔聚合物,大共轭环的骨架使其结构更加刚性,并赋予其具有可见光区荧光的特性。本工作从调整聚合物合成单元方式调节结构,探究不同类型聚合物的荧光波长,有助于了解其在化学吸附与传感领域的应用。

关键词： 共轭微孔聚合物   供体-受体   光催化   四氢异喹啉   氧化  

摘要： 以合成的2,6-双(1-(4-(9H-咔唑-9-基)苯基)-1H-1,2,3-三唑-4-基)吡啶(CPTP)为单体,采用氯仿为溶剂、无水三氯化铁为催化剂,通过氧化偶联方式合成一种共轭微孔聚合物(PCPTP).利用红外光谱、固体核磁碳谱、紫外可见漫反射谱等表征聚合物的结构和性质.实验结果表明,PCPTP具有很强的可见光吸收能力,可以有效催化可见光诱导N-取代四氢异喹啉的α-氧化反应,且可重复回收使用多次.密度泛函理论(DFT)计算结果表明,聚合物的电子供体-受体(DA)结构是PCPTP具有高效光催化性能的重要因素.

关键词： 单宁酸   膨胀型阻燃剂   环氧树脂   阻燃性能  

摘要： 传统膨胀型阻燃剂由酸源聚磷酸铵(APP)、碳源季戊四醇(PER)和气源三聚氰胺(MEL)按质量比3∶1∶1的配比组成。现将生物质单宁酸(TA)替代PER并与APP和MEL复配成绿色膨胀型阻燃剂应用于环氧树脂中,考察不同配比的酸源APP、新型碳源TA和气源MEL添加到环氧树脂(EP)中对复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明:当新型膨胀型阻燃剂的添加量为20%(质量分数),APP、TA、MEL质量比为9.71∶6.61∶3.68时,所得到的阻燃EP-3复合材料的极限氧指数(LOI)值增长到38.80%,UL-94测试达到V-0级;锥形量热测试表明EP-3的热释放速率峰值(pHRR)、总热释放(THR)、总烟气生成量(TSP)和一氧化碳释放率平均值(av-CO)与添加传统膨胀型阻燃剂EP-0相比分别下降48.96%、14.33%、26.83%和28.01%,这说明APP/TA/MEL绿色膨胀型阻燃剂具有优异的协同阻燃效果;其次,通过TG、DTG和SEM分析可推测,该阻燃剂的阻燃机理为气相和固相协同阻燃机理,特别是该阻燃剂可促使基材形成致密强度高的炭层从而较大地提升固相阻燃效果。另外,力学性能测试表明,新型碳源TA有利于改善阻燃EP复合材料的拉伸强度和弯曲强度。

关键词： 阻燃整理   涤纶   层层自组装   纳米材料   膨胀型阻燃剂   紫外接枝法   溶胶-凝胶法   多巴胺改性法  

摘要： 为解决涤纶易燃和燃烧熔滴现象,开发阻燃涤纶纺织品,总结了层层自组装法在涤纶织物阻燃整理方面的相关研究。对国内外涤纶织物层层自组装法阻燃整理的研究现状进行了梳理,包括非膨胀型阻燃涂层和膨胀型阻燃涂层。概述了层层自组装与其他后整理技术的应用。总结和展望了层层自组装在涤纶阻燃整理上的研究。指出:研究多功能型、耐久型、绿色环保型、高效的层层自组装方法是今后的技术突破和发展方向。

关键词： 共轭微孔聚合物   Buchwald-Hartwig偶联反应   孔径调控   CO   吸附  

摘要： 共轭微孔聚合物(CMPs)因其比表面积高和分子结构可设计等性优点在CO2吸附领域具有巨大潜力,并且极性杂原子的引入可进一步提高其吸附CO2的性能。以三(4-氨基苯基)胺(TA)和3,5-二溴苯硼酸(BA)为单体,通过Buchwald-Hartwig偶联反应,得到富含N和B杂原子的硼酸基共轭微孔聚合物(BACMPs),通过改变单体反应比例调控BACMPs孔径。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜以及N2吸脱附测试表征BACMPs的结构和形貌,并对BACMPs进行CO2吸脱附测试以探究其CO2吸附性能。结果表明,制备的BACMPs具有大量微孔,Brunauer-Emmett-Teller比表面积最高可达475 m2/g,并且在压力为100 kPa和温度为273 K条件下BACMPs吸附的CO2质量分数最高可达8.53%,有望应用于CO2吸附领域。

关键词： 共轭微孔聚合物   磺化   尼龙6   催化解聚  

摘要： 采用Suzuki偶联反应法制备共轭微孔聚合物(CMP),并对其进行磺化处理得到富含磺酸基团的固体酸催化剂S-CMP。研究了催化剂对尼龙6的催化解聚性能,结果显示S-CMP能明显降低尼龙6解聚温度,提高解聚效率。解聚时间1h且固体产物达到100%解聚条件下,使用S-CMP催化剂可以使反应温度降低40 ℃,即从纯水的300 ℃ 降为260 ℃。 进一步分析解聚的液相产物,发现主要是有开环的己内酰胺及小分子线性低聚物组成。 。

关键词： 拉伸流场   超高分子量聚乙烯   膨胀型阻燃剂   锡酸锌复合阻燃剂  

摘要： 将聚磷酸铵(APP)、氢氧化铝(ATH)与锡酸锌(ZS)复配成不同的复合阻燃剂,在基于拉伸流场的偏心转子挤出机(ERE)中将复合阻燃剂与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行熔融共混,成功制备出兼具良好阻燃性能和抑烟性能的无卤阻燃复合材料。通过极限氧指数测试、扫描电子显微镜分析、热重分析、垂直燃烧测试、锥形量热测试等手段对所制备的复合材料进行表征。结果表明:拉伸流场有利于填料在UHMWPE中的分散,促进填料与UHMWPE的界面结合;对比UPE/AA-x和UPE/AA-x/ZS-y两种阻燃体系,ZS的加入降低了复合材料的热释放总量和烟雾释放总量。相较于UPE/AA-20,UPE/AA-19.0/ZS-1.0的烟释放总量(TSR)降低了65.2%,热释放量(THR)由20 MJ/m^(2)降低至10 MJ/m^(2)。残炭率由18.15%提升至22.46%,形成了更加连续完整致密的炭层,综合提高了复合材料的阻燃及抑烟性能。

关键词： 共轭微孔聚合物   硬炭   负极材料   锂离子电池  

摘要： 选取溴代噻唑和三乙炔基苯为单体,利用聚合反应自下而上构建含噻唑共轭微孔聚合物(NSCMP),通过热解和KOH活化热解NSCMP制备了氮、硫杂原子硬炭(NSHC)和活化NSHC(KNSHC)。利用扫描电子显微镜、能量色散谱、氮气吸附-脱附和恒流充放电等表征2个样品的结构与电化学性能。研究表明KNSHC中N和S的质量分数分别为10.42%和2.23%,KNSHC比表面积高达2 140 m^(2)·g^(-1)。在0.2 A·g^(-1)电流密度下循环500次后KNSHC和NSHC的可逆比容量分别为946.2和493.7 mAh·g^(-1)。KNSHC的优异电化学性能归因于其独特的孔结构和氮、硫杂原子的协同作用。

关键词： 乙烯-醋酸乙烯酯聚合物   膨胀型阻燃剂   硼酸锌   阻燃性能   热稳定性  

摘要： 为了改善电缆用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的阻燃性能,通过掺杂硼酸锌(ZB)和膨胀型阻燃剂(IFR),制备了EVA改性复合材料。结果表明:EVA中ZB掺杂量为15份时,制备的复合材料综合性能最优。EVA/ZB-15复合材料的拉伸强度为21.4 MPa,与EVA相比提高了35.4%。EVA/ZB-15复合材料的极限氧指数(LOI)为28.6%,达到UL94 V-0等级。EVA/ZB-15复合材料的热释放速率峰值为272 kW/m^(2),与EVA相比降低了32.2%;总热释放量为103 MJ/m^(2),与EVA相比降低了29.9%;产烟总量为15.6 m^(2),与EVA相比下降了39.1%,EVA复合材料具有较好的阻燃效果。

关键词： 共轭微孔聚合物   膜材料   模板法   抑菌  

摘要： 当前,水资源短缺和水环境污染问题是制约社会、经济可持续发展的主要瓶颈,特别是由病菌、病毒等有毒微生物引起的病原体水污染容易导致传染病的爆发,是世界卫生组织高度关注的问题之一。设计、开发具有高活性、优异稳定性的高性能抑菌材料成为治理病原体水污染的有效途径。共轭微孔聚合物(CMPs)是典型的多孔有机聚合物,具有丰富的微纳孔和优良的理化稳定性,特别是其结构和组成具有高度可设计性,作为抑菌材料的理想候选,可以将具有抑菌功能的结构基团通过单体引入CMPs的网络框架中制备具有抑菌性能的CMPs材料。然而,由于其制备过程热力学上的不可逆性,常规方法合成的CMPs通常呈现不溶不熔的粉末状,在应用时具有一定的局限性。基于此,本论文工作通过固体表面辅助法制备具有宏观二维结构的CMPs膜材料,既保留了CMPs材料自身的结构、组成优势,又兼具二维材料优异的可加工性。论文主要研究内容包括:(1)以1,3,5-三乙炔基苯和1,4-二乙炔基苯为单体原料,以电纺丝二氧化硅纳米纤维膜为硬模板,通过Pd/Cu I催化的Sonogashira-Hagihara交叉偶联反应,制备了三种自支撑的CMPs膜材料(ACMPs)。由于模板导向作用,合成的三种CMPs膜材料均具有微观空心纳米管状形貌,面积可达46 cm。此外,所制备的膜材料表现出良好的柔韧性和机械强度,特别是ACMP1(1,4-二乙炔基苯自聚),经过多次折叠和复杂卷曲后仍可恢复原状,拉伸强度可以达到0.8 MPa(应变值为7.1%),可作为金属粒子的优良载体。基于此,通过紫外光照还原法制备了ACMP1@Ag复合膜材料。通过SEM和TEM观察,Ag粒子均匀包覆在CMPs纳米管表面,平均粒径为10.5 nm,BET表面积为402 mg。ACMP1@Ag对含有Luria-Bertani(LB)培养基的高浓度大肠杆菌原液(5.7×10CFU m L)表现出了优异的抑菌性能,当ACMP1@Ag分散液浓度为3.2 mg m L时,与菌液接触2 h,其抑菌率可以达到100%。(2)在上一章工作基础上,通过调控单体的化学组成,将具有抑菌功能的结构单元引入CMPs结构中制备了具有抑菌性能的CMPs膜材料,即以三氯异氰尿酸和1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲为单体,分别与1,3,5-三乙炔基苯进行Sonogashira-Hagihara交叉偶联反应制备了两种宏观二维结构的CMPs膜材料(OCMP-1和OCMP-2)。OCMP-1和OCMP-2在微观上均呈现光滑的空心纳米管状形貌,BET表面积分别为379.6 m g和480.1 m g。通过拉伸试验,OCMP-1和OCMP-2的抗拉强度分别可达0.59 MPa(应变值为9%)和0.95 MPa(应变值为7%)。FTIR、固体C NMR测试及元素分析证实异氰尿酸酯和乙内酰脲基分别引入到了CMPs结构框架中。这些抑菌基团的存在赋予OCMP-1和OCMP-2优异的抑菌性能。对浓度为10 CFU m L的大肠杆菌悬液,OCMP-1(10 mg m L)在2 h的抑菌率可以达到100%,OCMP-2(10 mg m L)与细菌接触4h,抑菌率可达100%。在相同的测试条件下(分散浓度为10 mg m L,接触时间为1 h),OCMP-1的抑菌性能优于OCMP-2(79.7%vs.43%)。