1、人類活動排放出大量的CO2，已經引發(fā)了嚴重的溫室效應。目前所采用的胺類溶液吸收法存在易腐蝕、易揮發(fā)及能耗高等弊端。微孔有機聚合物具有的納米級孔道和高比表面積，使其在氣體儲存和分離領域有著巨大的潛力，可用于二氧化碳的捕獲和封存。此外，微孔有機聚合物在氣體儲存和分離過程中具有材料易再生及能耗低等優(yōu)點。本論文以提高微孔有機聚合物的氣體吸附及分離性能為目的，通過合理的分子設計，制備出具有微孔結構的聚酰亞胺、氰酸酯樹脂和酚醛樹脂。這三類聚合物中分

2、別含有酰亞胺環(huán)、三嗪環(huán)和酚羥基結構，與CO2、 C2～C4有機烴類氣體間存在較強的相互作用，可以提高聚合物對這幾種氣體的吸附和分離性能。通過對聚合物進行多種氣體和蒸汽吸附測試，研究其化學結構和孔結構對H2、 CO2、N2、C1～C4有機烴類氣體及苯、正己烷、環(huán)己烷、水蒸汽吸附及分離性能的影響。論文的主要內容如下:
　　微孔聚酰亞胺及其硝化改性的合成及性能研究。采用1，3，5，7-四(4-氨基苯基)金剛烷分別與均苯四甲酸酐和1，4，

3、5，8-萘四甲酸酐縮聚，制備出兩種基于1，3，5，7-四苯基金剛烷結構的聚酰亞胺PI-ADPM和PI-ADNT。將PI-ADNT與發(fā)煙硝酸反應，經不同反應時間得到三種硝基含量變化的硝化聚酰亞胺PI-NO2s。吸附測試表明均苯型聚酰亞胺PI-ADPM主要是微孔結構，比表面積最高為868 m2 g-1。由于PI-ADPM同時含有苯環(huán)和金剛烷結構，使其具有較優(yōu)異的苯、正己烷和環(huán)己烷吸附性能，298 K蒸汽吸附量分別為99.2、49.8和59.

4、7 wt％;將聚酰亞胺硝化后向聚合物骨架上引入了更多的氮原子和氧原子，可以增強聚合物與CO2間的相互作用，使其具有優(yōu)異的CO2捕獲能力，在273K和1.0 bar下CO2吸附量從15.0 wt％提高到17.7 wt％，273 K CO2/N2和CO2/CH4的起始斜率分離比分別從32和11提高至56和21。
　　微孔氰酸酯樹脂的合成及性能研究。設計并合成了四種氰酸酯單體1，3，5，7-四(4-氰酰基苯基)金剛烷、三(4-氰酰基苯基

5、)胺、3，6-雙氰?；沁蚝?-(4'-氰酰基苯基)-3，6-雙氰?；沁颍洯h(huán)三聚反應得到相應的四種氰酸酯樹脂PCNs，研究單體的立體結構和官能團數(shù)對聚合物的孔結構和吸附分離性能的影響。吸附測試表明，由具有四面體結構和四官能團數(shù)的1，3,5，7-四(4-氰酰基苯基)金剛烷制備的氰酸酯樹脂PCN-AD，交聯(lián)密度最大，比表面積最高為843 m2 g-1且主要是微孔結構。PCN-AD在77 K和1.0 bar下的H2吸附量達1.49 wt％

6、，273 K和1.0 bar下的CO2吸附量為12.8 wt％，298 K苯和環(huán)己烷的蒸汽吸附量分別為98.0和57.4 wt％;在氰酸酯樹脂中含有大量的氮原子和氧原予，使聚合物與CO2和C2、 C3烴類氣體間存在較強的相互作用，因此顯示出優(yōu)異的氣體吸附分離性能，PCN-AD在273 K下CO2/N2、C2H6/CH4、C2H4/CH4、C3H8/CH4和C3H6/CH4的吸附分離比分別為112、36、32、519和598。
　　

7、微孔酚醛樹脂的合成及性能研究。采用四(4-醛基苯基)硅烷和1，3，5，7-四(4-醛基苯基)金剛烷，分別與間苯三酚和間苯二酚加成縮聚得到四種酚醛樹脂PFNs，研究單體活性對聚合物孔結構的影響，聚合物酚羥基含量對氣體吸附及分離性能的影響。吸附測試表明由活性較高的四(4-醛基苯基)硅烷與間苯三酚制備的酚醛樹脂PFN-S1，主要是微孔結構，比表面積最高為903 m2 g-1。這較高的比表面積和較多的酚羥基使得PFN-S1在77 K和1.0 b