Synthesis and Characterization of Microporous Polymers based on the Triazine Unit

Abstract

Microporous materials are used for gas storage, molecular separation, pollution removal and heterogeneous catalysis. The researches on microporous materials such as zeolite, activated carbon, Metal Organic Frameworks (MOFs), Covalent Organic Frameworks (COFs), Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs), and Hyper Crosslinked Polymers (HCPs) have been widely carried out in recent years. In this work, we prepared microporous polymers based on triazine units via diverse coupling reactions. Polymer obtained by Yamamoto coupling reaction of 1,3,5-tris(4-bromophenyl)-2,4,6-triazine showed high surface area and CO2 and H2 uptakes. 1,3,5-Tris(4-iodophenoxy)-2,4,6-triazine was polymerized with 1,4-diethynyl benzene and 4,4-diethynylbiphenyl by Sonogashira coupling reaction. The polymers were carbonized and the structural change of polymers was investigated. The carbonized polymers showed enhanced surface areas and CO2 uptakes.

본 연구에서는 트리아진 고리를 갖는 다공성 고분자를 합성하고 구조 및 특성을 조사하였다. 1,3,5-트리스(4-브로모페닐)-2,4,6-트리아진의 야마모토 커플링반응 을 통하여 다공성 고분자를 합성하고 고분자의 비표면적 및 이산화탄소와 수소 흡착량을 조사하였다. 시아누릭 클로라이드와 아이오도페놀의 치환 반응을 통하여 1,3,5-트리스(4-아이오도페녹시)-2,4,6-트리아진을 합성하고 이 화합물과 길이가 다른 두 종류의 아세틸렌 유도체의 소노가시라 커플링 반응을 통하여 다공성 고분자를 합성하였다. 두 고분자 모두 낮은 비표면적과 이산화탄소 흡착량을 보였으나 고분자를 400 oC, 800 oC의 온도에서 탄화 시킨 결과 비표면적과 이산화탄소 흡착량이 크게 증가하였다. 탄화 후의 두 고분자에 존재하는 아세틸렌 그룹의 가교반응과 열에 의한 트리아진 고리의 분해 반응을 관찰하였다.