Porézní polymerní sítě s pyridinovými a pyridiniovými segmenty

Abstract

This dissertation summarizes the results achived in the development, preparation and function application of novel sorption and catalyticaly active porous polyacetylene-type polymer networks containing pyridine and pyridinium segments. High-yield synthetic procedures created diverse networks with tuneable pyridine or pyridinium content (up to 7 mmol/g) positioned in the network as knots or pendant groups. The resulting materials exhibited tuneable porosity (micro-, micro/meso-, or micro/meso/macroporous) with specific surface area values ranging from hundreds to 1000 mš/g. Neutral networks were synthesized via chain-growth coordination polymerization of mono- and diethynylated pyridines. Due to the basicity and polarity of the nitrogen atoms in pyridine cycles, these materials were active in reversible CO₂ adsorption up to 79 mg/g (273 K, 1 bar), and especially in reversible water vapor capture (up to 407 mg/g, 298 K, RH = 90%). For the preparation of ionic polyacetylene networks, a method was developed with combined (in different orders) the chain-growth coordination polymerization of acetylenic monomers and the quaternization of nitrogen atoms of pyridine rings. The heterogeneously proceeding quaternization applied as a step following the polymerization was successfully implemented both (i) as...

Tato disertační práce shrnuje výsledky získané v oblasti vývoje, přípravy a funkční aplikace nových neutrálních a iontových hustě sesíťovaných polymerních sítí polyacetylenového typu vykazujících permanentní porozitu a obsahujících adsorpčně a katalyticky aktivní pyridinové a pyridiniové segmenty. Vyvinuté syntetické postupy ve vysokých výtěžcích poskytly několik sérií kovalentně a texturně variabilních sítí s pyridinovými nebo pyridiniovými segmenty umístěnými buď v uzlech, nebo v postranních skupinách, a to v laditelném množství až do hodnot 7 mmol/g. V závislosti na způsobu přípravy vykazovaly sítě mikro-, mikro/mezo- nebo mikro/mezo/ makroporézní texturu s hodnotami specifických povrchů v řádu stovek až 1000 m2/g. Neutrální sítě s pyridinovými segmenty byly připraveny řetězovými koordinačními polymerizacemi mono- a diethynylovaných pyridinů. Díky bazickému a polárnímu charakteru atomů dusíku pyridinových cyklů vykazovaly tyto sítě zvýšenou aktivitu (i) při reverzibilní adsorpci CO2 s kapacitami záchytu až 79 mg/g (273 K, 1 bar) a zejména (ii) při reverzibilním záchytu vodní páry (až 407 mg/g, 298 K, RH = 90 %). Pro přípravu iontových polyacetylenových sítí byla vyvinuta metoda kombinující v různém pořadí řetězovou koordinační polymerizaci acetylenických monomerů a kvarternizaci dusíkových atomů...