手性功能炭材料形成机理和结构设计研究

基本信息
批准号:21276266
项目类别:面上项目
资助金额:40.00
负责人:申文忠
学科分类:
依托单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
批准年份:2012
结题年份:2014
起止时间:2013-01-01 - 2014-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨建丽,牛宏贤,杜素军,宋健,畅通,李炎龙,蒋兴家
关键词:
自组装结构控制手性导向超分子聚集手性炭材料
结项摘要

The structure designing and synthesis approaching of chiral functional carbon materials is a challenge topic in material and chemistry fileds due to its important theory and application value in chiral molecules separation, recognition and chiral catalysis reaction. The aim of this project tries to design morphology and control chiral pore structure of chiral porous carbon material. The forming mechanism of chiral carbon precursors will be illustrated, and the interaction between chiral molecules, chiral molecules with non-chiral molecules, polymer monomers will be investigated when chiral molecules or chiral structure materials are used as templates and nitrogen-containing molecules are selected as carbon sources. The effect of chiral template and carbon precursor on the structure and surface chemical property of chiral porous carbon will be elaborated in molecule level. Structure orientation, chiral transcription and heredity of chiral templates will be discussed during nitrogen-containing monomer polymerization and carbonization processes to obtain the mechanism of molecules state to chiral porous carbon material, which will provide theoretical recognization from molecular self-assembly to chiral porous carbon materials. The chiral structure keeping and heredity of chiral carbon precursor during carbonization process will be studied to realize the controllable synthesis and selective designing morphology between nitrogen-containing polymer and resultant porous carbon material. In addition, the application properties of chiral porous carbon material in molecule separation and chiral catalysis reaction performance will be investigated to reveal the relationship between structure and function of chiral porous carbon material.

手性功能材料在手性分离、识别和手性催化等领域具有重要的理论和应用价值,其结构设计与合成是一个挑战性的课题。本项目探索手性多孔功能炭材料的合成、形貌设计和手性孔道结构的控制。以手性分子或手性结构材料为模板,含氮分子为碳前驱体,从手性转录和遗传方面入手,研究手性分子之间、手性分子与非手性分子之间、聚合物单体在手性模板结构材料中填充、聚合、缩合的作用机理,从分子结构上阐述前驱体和手性模板对最终手性功能炭材料结构和表面化学性质的决定作用;揭示手性分子在含氮单体聚合过程中的结构导向、手性转录和遗传的历程、从分子态到最终功能炭材料的反应机理,为分子自组装合成手性功能炭材料提供理论依据。研究炭化过程中碳前躯体手性结构保持和遗传机理,实现含氮分子聚合成炭的可控制备和形貌的选择性设计。研究合成的手性功能炭材料在手性药物分子分离和手性催化反应的应用性能,揭示手性功能炭材料的结构-功能之间的关系。

项目摘要

手性功能材料材料在手性分离、识别和手性催化等领域具有重要的理论和应用价值,其结构设计与合成是一个挑战性的课题。本项目探索了手性多孔功能炭材料的合成、形貌设计和手性孔道结构的控制。采用不同生物质为碳前驱体,经过水热炭化,来维持其天然形貌;然后浸渍氢氧化钾和脲,其干燥时自组装为片状结构,热处理实现引氮和造孔,获得了具有生物质原始形貌的含氮多孔炭材料。从分子结构上阐述前驱体和手性模板对最终手性功能炭材料结构和表面化学性质的决定作用;研究了溶剂化效应对手性模板剂结构、分散形貌、含氮分子聚合、缩合和成炭的化学反应过程的影响,实现含氮分子聚合成炭的可控制备和形貌的选择性设计。为由生物质出发制备手性功能炭材料提供了理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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