负载纳米银有机多孔材料的制备及其催化性能研究

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作为金属纳米粒子的理想载体,有机多孔聚合物(Porous Organic Polymers,POPs)骨架密度低、比表面积高、物化性质稳定、制备方法简单多样。银纳米粒子因其在催化、抗菌、相分离、表面增强拉曼散射等方面的潜在应用,已经受到广泛的关注,而具有高比表面积和多级孔道的POPs负载的银纳米粒子复合物作为非均相催化剂,更受瞩目。本文通过糖基或咔唑基单体的超交联聚合制备高比表面积(含醛基)多孔聚合物,利用银离子在聚合物表面的原位还原,得到负载纳米银的复合材料。以单糖为起始原料经过苄基化、交联反应得到三种多孔聚合物,它们具有类似的孔径分布,表现为微/介孔特征,其比表面积(SBET)达970-1220 m2g–1,对CO2的吸附量达10.5 wt%-14.4 wt%。以含醛基的SugPOP-1为起始原料进行氧化还原反应原位合成银纳米粒子负载的SugPOP-1复合材料AgNPs/SugPOP-1。通过紫外吸收曲线监测AgNPs/SugPOP-1复合物对4-硝基苯酚的催化性能,结果表明AgNPs/SugPOP-1复合物在870 s时已经基本完成了催化反应,体现出具有良好的催化性能,活性因子高达51.4 s–1 g–1。以3,5-二咔唑苯甲醛为单体通过氧化偶联反应得到多孔聚合物,它的BET比表面积高达580 m2g–1,孔径分布图表明其具有微介孔的特征。含有醛基的DPOP-1通过氧化还原反应得到AgNPs/DPOP-1复合物,AgNPs/DPOP-1复合物对4-硝基苯酚的催化活性因子为37.8 s–1g–1。设计一种含有咔唑基团的富勒烯基单体,将交联位点引入到富勒烯表面,通过氧化偶联反应得到具有比表面积为594 m2g–1的多孔聚合物FuPOP-1,它对CO2和CH4的吸附量分别为9.6 wt%、1.3 wt%。利用富勒烯上碳球的反应性,对FuPOP-1进一步后修饰得到比表面积为200 m2g–1-380 m2g–1的含钯、铑和氟的FuPOP-1取代物。
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