可溶性固有微孔聚合物(PIM-1)的制备工艺探讨

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,K2CO3为催化剂,探讨影响5,5',6,6'-四羟基-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺旋双茚满(TTSBI)与2,3,5,6-四氟对苯二甲腈(DCTB)缩聚反应制备可溶性固有微孔聚合物(PIM-1)的工艺条件。结果显示,优化后的反应条件:物料TTSBI、DCTB、K2CO3的物质的量比为1∶1∶2.04,反应温度50℃,反应时间23 h,从而得到具有较高相对分子质量的可溶性PIM-1聚合物及较好机械性能和柔韧性的PIM-1膜。

基于固有微孔聚合物的高性能锂金属负极保护膜的构造

锂金属具备超高理论能量密度3860mA·h/g和最低的电极电位-3.04V等优点,受到了人们的广泛关注。但锂金属枝晶问题严重,极大地限制了锂电池的商业化进程。基于固有微孔聚合物DMBP-TB(其中DMBP为二甲基联苯,聚合物属于Troger′s base TB聚合物,故命名为DMBP-TB)为负极保护膜,可实现对金属锂的高效保护以及高库仑效率的长循环。DMBP-TB聚合物一方面可为锂离子沉积提供通道,另一方面可缓冲锂金属充放电过程中体积变化带来的应力变化。采用固有微孔聚合物包覆,可在面电流密度高达2mA/cm^2时高效循环150周。该多孔聚合物拥有良好的成膜特性,因而可用简便的旋涂法实现大面积的制备,便于金属锂负极进一步实现商业化。

基于螺环结构桥连的固有微孔卟啉聚合物网络的制备与表征及其催化Knoevenagel缩合反应

通过5,10,15,20-四(4-羧基苯基)(TCPP)卟啉单体与含螺环结构的二胺单体(SpiroDA)的缩聚反应,实现了含螺环结构的卟啉基固有微孔材料的定向合成(PIM-Spiro)。同时在相同的工艺条件下,以对苯二胺(PPDA),4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺单体分别制备了相应的聚酰胺(PA)网络材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、氮气吸附等分析测试手段对3种聚酰胺材料的网络结构和物理化学性能进行了表征。结果表明:螺环扭曲结构的引入可以有效提高微孔卟啉聚合物网络的比表面积,同时在溶剂中表现出很强的溶胀特性;所制备的聚酰胺网络材料中的卟啉基和酰胺键所含的高密度N—H键,赋予材料良好的碱性催化特性。