《T型二酸構築的多孔配位聚合物的CO2吸附性能研究》是依託南京林業大學，由杜麗婷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：T型二酸構築的多孔配位聚合物的CO2吸附性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：杜麗婷
- 依託單位：南京林業大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多孔配位聚合物由於其有趣的拓撲結構和在CO2氣體存儲和分離套用前景，被世界範圍內大量的無機材料化學家所關注，也因此取得了一些重要的進展 。但研究發現高CO2吸附量的材料往往表現出低的CO2氣體吸附選擇性，而目前報導的高氣體吸附選擇性的材料，其氣體吸附量卻較小，有關於它的穩定性的研究依然是一個極具挑戰和現實意義的方向。 本項目擬以一系列T型含N雜環類二齒羧酸為配體，依據晶體工程原理設計合成系列水穩定性良好的多孔配位聚合物材料，通過實驗和理論計算系統地研究該類材料特定的孔洞結構與吸附性能間的關係，為今後定向設計合成新型的高性能二氧化碳氣體俘獲、存貯與分離材料提供科學依據。
結題摘要
由於溫室氣體排放上升,開發出一種高效的存儲CO2載體與技術迫在眉睫。與無機沸石和活性炭等傳統多孔材料相比，由有機分子和金屬離子組成的多孔配位聚合物具有高度有序、孔隙率大、結構可調控、孔道表面可修飾等優勢，從而成為一類理想的CO2捕集和分離材料。本課題結合前期在晶體材料設計合成方面的研究基礎，將視為方形的[Cu2(OOC)4]漿輪構築單元與擁有120˚角的1,3-間苯二酸類配體構築成兩種邊傳遞的二維網和一種納米籠子。通過引入醯胺基團，氨基基團，羥基基團，唑類基團，疏水基團引入等策略，成功製備出14個穩定的多孔配位聚合物。一種是sql-MOF類型的NJU-Bai7-Co、NJU-Bai8-Co、NJU-Bai7-Zn、NJU-Bai8-Zn；一種是kgm-MOF類型的NJFU-1、HHU-2、NJFU-5和m-NB13；一種是納米籠子連線的txt-MOF類型的NJFU-4和HHU-1。NJFU-3、HHU-3、HHU-4和HHU-5由於苯環與苯環之間扭轉，由於空間位阻的原因，並未成功得到（3, 36）連線的網路結構，而是得到了具有另一種較為罕見的（2, 3, 4）連線結構的mfj型MOF。在這些多孔配位聚合物中，醯胺基和鹼性基團的引入不僅賦予了結構穩定性，還使得化合物表現出優異的CO2氣體吸附和分離性能。另外，研究發現氨基相比於羥基基於更好的親核性能，對於二氧化碳這類電荷分布不均含有正電荷中心的氣體分子來說，具有天然的親和優勢，表現出更好的二氧化碳吸附能力以及選擇性，使其可以作為二氧化碳捕獲的備選材料。以上多個例子的成功合成和製備將有助於為高穩定性孔性配位聚合物材料工業化的發展提供重要理論依據。
