Page 61 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 沙芯如，等: 仲胺桥联共价三嗪聚合物对 CO 2 的高选择性吸附 ·1991·

p/p 0 =0.2 处出现拐点，曲线上升速度下降，趋于平
缓；在 p/p 0 > 0.9 范围内曲线再次大幅度上升，且在
接近 p/p 0 =1.0 时 ， 曲 线 仍 未出现 平台 ，表 明
NB-CTP-1 结构内存在大孔，呈典型的Ⅱ型曲线特
征。Ⅱ型曲线是一种常见的吸附等温曲线，根据多
分子层吸附理论，由于固体表面对气体分子吸附的

图 3 NB-CTP-1（a）和 NB-CTP-2（b）的 SEM 图 范德华力大于被吸附分子之间的作用力，因此在低
Fig. 3 SEM images of NB-CTP-1 (a) and NB-CTP-2 (b) 压区会先开始第一层吸附；当第一层吸附达到饱和

2.4 TEM 分析 时，会出现拐点，之后相对压力增大开始多层吸附，
采用 TEM 观察两种 NB-CTP 的整体构造，结果 吸附层数逐渐增加，到高压区（接近 p/p 0 =1.0）时，
见图 4。由图 4 可知，NB-CTP-1 的孔道差异较大， 吸附量陡然垂直上升 [25] 。由此可见，NB-CTP-1 的
构造并不规则；而 NB-CTP-2 则呈现比较均一的微 实验结果与该描述几乎完全相符。根据 QSDFT 模型
孔结构。 分析 NB-CTP-1 的孔径分布（图 6b），该聚合物的孔
道主体为微孔，集中于 0.524 nm 处。

图 4 NB-CTP-1（a）和 NB-CTP-2（b）的 TEM 图
Fig. 4 TEM images of NB-CTP-1 (a) and NB-CTP-2 (b)

2.5 TGA 分析
采用 TGA 对两种 NB-CTP 的热稳定性进行分
析，结果见图 5。由图 5 可知，在 25~800 ℃范围内，
两种材料均未见明显失重，仅有一定的溶剂挥发现
象出现，表明其具有优良的热稳定性。

图 6 NB-CTP-1 的 N 2 吸附-脱附等温线（a）和孔径分布（b）
Fig. 6 N 2 adsorption-desorption isotherm (a) and pore size
distribution (b) of NB-CTP-1

与 NB-CTP-1 结果迥然不同，77 K 条件下 N 2
分子难以进入 NB-CTP-2 的微孔区域，即仪器无法

获取吸附等温线在较低压力范围内（p/p 0 <0.001）的
图 5 NB-CTP-1 和 NB-CTP-2 的 TGA 曲线 读数。因此，77 K N 2 吸附-脱附等温线仅能用于分
Fig. 5 TGA curves of NB-CTP-1 and NB-CTP-2
析 NB-CTP-2 材料的介孔和大孔结构（图 7）。
2.6 NB-CTP 的 N 2 吸附-脱附测试 NB-CTP-2 的 N 2 吸附等温线仍趋向于Ⅱ型，属多层
为了分析 NB-CTP 的孔结构参数，对其进行了 吸附，其介孔主要分布在 4.077 nm 处。NB-CTP-2
N 2 等温吸附-脱附测试，结果如图 6 所示。对于 于微孔范围的孔径分布则利用分子动力学直径更小
NB-CTP-1（图 6a），在 p/p 0 < 0.02 阶段，N 2 吸附量 的 CO 2 于 273 K 下测定，其微孔主要分布在 0.501 nm
急剧升高，说明该材料存在大量微孔；随后在 处（图 7b）。以 273 K CO 2 吸附-脱附等温线作为微