超分子共价有机聚合物/金属纳米粒子复合材料的合成及其催化性质研究

来源 :赣南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mikelee
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含有超分子骨架的有机聚合物是通过共价键将超分子单元与种类丰富的小分子片段连接成网络化结构的一类新型聚合材料。该类材料结合了聚合物和超分子化学的特性,不仅具有结构可控、易于功能化、稳定性高等优点,而且保留了超分子主体对客体分子的特有响应性,有望在吸附分离、能源、传感和多相催化等诸多领域发挥重要作用。本文将β-环糊精和有机分子笼两种超分子骨架分别引入共价有机聚合物中,设计合成了两类基于超分子共价有机聚合物的复合材料并研究了其催化性能,主要内容如下:(1)我们选择廉价的β-环糊精这种超分子为原料,通过一步简单的亲核取代反应,成功地构建了具有客体响应性的β-环糊精聚合物(β-CDP-N和β-CDP-C)。以β-环糊精聚合物为载体,通过浸渍、还原的方法制备得到了Au@β-CDPs复合材料。研究表明,该材料在催化4-硝基苯酚还原反应中具有极高的催化活性,其中Au@β-CDP-N的动力学率常数(Kapp)值为14.15×10-2s-1,优于先前报道的所有负载型金纳米催化剂。环糊精聚合物特有的“客体响应性能”加速了反应的传质,是导致材料催化性能优异的关键因素。此外,Au@β-CDP-N在循环使用7次后依然保持较高的催化活性。(2)我们以三(2-氨基乙基)胺和对炔基间苯二甲醛为原料,通过亚胺缩合首先合成了亚胺分子笼Cage1,再经硼氢化钠还原得到了胺分子笼CageA。以Cage A为主体,通过预先配位再催化自聚的策略制备得到了分子笼骨架有机聚合物负载钯离子的复合材料Pd@COP-A。该复合材料在Suzuki-Miyaura偶联反应中表现出了良好的催化活性和优异的循环性能。
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本论文以均苯并菲三酸(H3TTCA)为配体,采用溶剂热合成法,与稀土金属Ce(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)分别组装得到两个三维金属有机框架[Ce(TTCA)(H2O)]?DMF?H2O(Ce-TTCA)和[Nd(TTCA)H2O]·DMF·H2O(Nd-TTCA)。通过单晶/粉末-X射线衍射、元素分析、气体吸附、紫外和热重分析对金属有机框架Ce-TTCA和Nd-TTCA的组成、结构和稳定性进行了表征,并对其分
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