velikost textu

Funkcionalizované mikroporézní polymerní sítě připravené z ethynylarenů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Funkcionalizované mikroporézní polymerní sítě připravené z ethynylarenů
Název v angličtině:
Functionalized microporous polymer networks prepared from ethynylarenes
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Sabina Petrášová
Školitel:
doc. RNDr. Jan Sedláček, Dr.
Oponenti:
RNDr. Mgr. Tomáš Etrych, Ph.D.
prof. Ing. Libor Červený, DrSc.
Konzultant:
RNDr. Hynek Balcar, CSc.
Id práce:
114712
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Program studia:
Makromolekulární chemie (P1405)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
8. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Mikroporézní organické polymery, polymerní sítě, konjugované polymery, polyacetyleny, řetězová koordinační polymerizace, spontánní polymerizace, kvaternizace, polycyklotrimerizace, ethynylareny, ethynylpyridin, 1,4-diethynylbenzen, 4,4´-diethynylbifenyl, Schiffovy báze, fotoluminiscence, adsorpce, mikroporozita, specifický povrch, dočasné póry, adsorpční kapacita pro CO2, adsorpční izotermy.
Klíčová slova v angličtině:
Microporous organic polymers, polymer networks, conjugated polymers, polyacetylenes, chain coordination polymerization, spontaneous polymerization, quaternization, polycyclotrimerization, ethynylarenes, ethynylpyridine, 1,4-diethynylbenzene, 4,4´-diethynylbiphenyl, Schiff bases, photoluminescence, adsorption, microporosity, specific surface area, non-permanent pores, adsorption capacity of CO2, adsorption isotherms.
Abstrakt:
ABSTRAKT Byla popsána příprava nové skupiny funkcionalizovaných konjugovaných polymerních sítí využívající kvaternizační polymerizaci ethynylpyridinů s bis(brommethyl)areny. Připravené sítě sestávaly z polyacetylenových hlavních řetězců nesoucích pyridylové a pyridiniumylové postranní skupiny. Síťování bylo zajištěno propojením pyridiniumylových skupin spojkami -CH2(arylen)CH2-. Změnou poměru monomeru a kvaternizačního činidla v násadě bylo možno řídit poměr obsahu pyridylových a pyridiniumylových skupin v sítích (pyridyl/pyridiniumyl = 0 až 1,32). Sítě nevykazovaly permanentní mikroporozitu prokazatelnou dusíkovou adsorpcí při 77 K. Nicméně, všechny sítě byly aktivní při záchytu CO2 při 293 K. Byla vyslovena hypotéza, že záchyt CO2 odráží tvorbu dočasné porézní textury sítí cestou konformačních změn segmentů sítí, které jsou umožněny pohyblivostí těchto segmentů za laboratorní teploty. Byla popsána příprava vysoce funkcionalizovaných konjugovaných polymerních sítí s permanentní porozitou využívající řetězovou koordinační kopolymerizaci acetylenických monomerů. Jako vhodná se pro tyto účely ukázala kopolymerizace 1,4-diethynylbenzenu nebo 4,4´-diethynylbifenylu s mono a diethynylbenzeny funkcionalizovanými skupinami NO2 nebo CH2OH. Připravené sítě sestávaly z polyacetylenových hlavních řetězců propojených arylenovými spojkami, přičemž lineární monomerní jednotky sítí nesly v postranních substituentech heteroatomické skupiny, a to v množství až 3,9 mmol/g. Většina připravených sítí vykazovala permanentní mikro/mesoporozitu s hodnotou SBET až 667 m2/g. Sítě se skupinami NO2 nebo CH2OH vykazovaly až o 58 % vyšší kapacitu při adsorpci CO2 než nefunkcionalizované sítě stejného typu, a to zřejmě díky zvýšení energie interakcí mezi molekulami CO2 a povrchem sítí v důsledku funkcionalizace povrchu. Byla připravena a charakterizována série převážně nových multiethynylovaných aromatických monomerů typu Schiffových bazí obsahujících ethynylovaná benzenová jádra propojená methaniminovými skupinami. Diethynylované monomery tohoto typu byly řetězově homopolymerizovány na vysoce funkcionalizované mikro/mesoporézní konjugované polyacetylenové sítě (SBET až 803 m2/g) s hlavními řetězci propojenými 1,4-fenylen- methaniminovými spojkami různé délky. Zastoupení mikro- a mesopórů v sítích bylo částečně ovlivňováno strukturou polymerizovaného monomeru.
Abstract v angličtině:
ABSTRACT The preparation of a new group of functionalized conjugated polymer networks has been described based on spontaneous quaternization polymerization of ethynylpyridines with bis(bromomethyl)arenes. The networks consisted of polyacetylene chains with pyridyl and pyridiniumyl pendants cross-linked with -CH2(arylene)CH2- links. The variation of the ratio of monomer and quaternization agent in the feed modified the ratio of pyridyl and pyridiniumyl groups in the networks (pyridyl/pyridiniumyl ratios from 0 to 1.32). The networks did not exhibit a permanent microporosity that could be confirmed by nitrogen adsorption at 77 K. Nevertheless, all networks were active in capture of CO2 at 293 K (up to 0.73 mmol CO2/g, 750 Torr). It has been hypothesized that CO2 capture reflected formation of a temporary porous texture of the networks through conformational changes of the network segments enabled by the segments mobility at room temperature. The preparation of functionalized conjugated polymer networks with permanent micro/mesoporosity (SBET up to 667 m2/g) has been described that was based on chain coordination copolymerization of acetylenic monomers. The copolymerization of 1,4-diethynylbenzene or 4,4´-diethynylbiphenyl with mono or diethynylbenzenes bearing NO2 or CH2OH groups has been demonstrated as particularly efficient. The networks consisted of polyacetylene chains interconnected by arylene links while linear units of the networks possessed pendants substituted with heteroatomic groups in the amount up to 3.9 mmol/g. The networks functionalized with NO2 or CH2OH groups exhibited up to 58 % higher adsorption capacity for CO2 than the non-functionalized networks. Most probably, this was owing to an enhancement of the energy of interaction of CO2 with the surface of the functionalized networks. A series of mostly new monomers has been prepared and characterized. The monomers were of aromatic Schiff base type and contained two or three ethynylated benzene rings connected by methanimine groups. Diethynylated monomers were efficiently polymerized in a chain manner to highly functionalized micro/mesoporous (SBET up to 803 m2/g) conjugated polyacetylene networks with the main chains interconnected with 1,4-phenylene-methanimine links of various length. The relative contents of micro- and mesopores in the networks were partly controlled by the structure of the monomer used for the polymerization.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Sabina Petrášová 3.22 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Sabina Petrášová 4.16 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Sabina Petrášová 184 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Sabina Petrášová 181 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Sabina Petrášová 1.18 MB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Mgr. Tomáš Etrych, Ph.D. 2.33 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Libor Červený, DrSc. 109 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 642 kB