摘要
随着多孔材料发展至今，共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks,COFs）作为一种新型多孔聚合物材料已得到研究者们的广泛关注。从2005年，Yaghi课题组首次报道合成了COF材料以来，无数的科研工作者对其进行了深入的研究，发展至今，COF材料已经在气体吸附和分离、催化、传感和光电领域得到了普遍应用。本论文主要研究COF材料在光催化领域的应用。COF材料具有规整的晶型结构、高的比表面积、固定的孔隙率、优异的稳定性、良好的吸光能力和导电能力等特点，我们认为COF材料可以被作为一种优异的非均相光催化剂。如今，COF材料在光催化方面的应用还不是很广泛，特别是在有机合成方面。本论文的主要研究分为以下两个内容： 在论文的第三章中，我们利用不同摩尔比例的2,5-二（2-丙炔氧基）-对苯二酰肼（BPTH）、2,5-二甲氧基对苯二酰肼（DMTH）和均苯三甲醛（TFB）作为构筑单元，成功合成了一系列二维多组分共价有机框架材料（[HC≡C]x-TFB-COFs）。并对其进行了表征分析，结果表明，[HC≡C]10-TFB-COF具有最优异的光电性能，该材料还表现出高的热稳定性和化学稳定性。我们进行了对比试验，当[HC≡C]10-TFB-COF作为催化剂时，在催化交叉脱氢偶联反应和芳基硼酸氧化羟基化反应中，均显示出高效的催化性能。该材料同时具有广泛的底物适用性和可重复利用的特点。这展现了COF材料作为一种非均相催化剂在光催化领域的巨大潜力。 本论文的第四章中，我们利用2,4,6-三-（3-甲氧基-4-甲酰基苯基）-1,3,5-三嗪和水合肼作为构筑单元，合成了亚胺键连接的一种新型的二维共价有机骨架材料（TMFPT-COF），对其进行了表征和性能研究，发现该材料的比表面积高达1407m2g-1，同时在273K和1bar的条件下，该材料表现出了对CO2较高的吸附量，其值为38.2cm3g-1。鉴于该材料大的比表面积、良好的稳定性和优异的光电性能，我们将TMFPT-COF作为光催化剂，并应用于催化2-芳基苯基异氰环化反应，结果表明，该材料具有高效的催化性能和广泛的底物适用性，在循环使用五次之后，仍然保持完整的结构和良好的催化活性。
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