新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚苯并咪唑的合成的開題報告

新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚苯并咪唑的合成的開題報告一、研究背景聚苯并咪唑（PBI）是一種熱穩(wěn)定性非常優(yōu)異的高分子材料。它的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的芳香環(huán)和氮原子，這些結(jié)構(gòu)單位能夠形成穩(wěn)定的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，具有良好的催化、熒光、電化學(xué)、光化學(xué)等性能，因此被廣泛用于材料科學(xué)領(lǐng)域，例如高溫燃料電池、光電子器件、膜分離和化學(xué)傳感器等應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)PBI材料主要通過拉鏈聚合反應(yīng)制得，無法給出多樣的結(jié)構(gòu)和性能，限制了其在材料設(shè)計(jì)和性能改良方面的廣泛應(yīng)用。最近，一種新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料被研究人員成功合成，并顯示出了良好的綜合性能、結(jié)構(gòu)可控性和應(yīng)用前景。這種材料采用先進(jìn)的脫氧戊二酸塑性形狀記憶物狀轉(zhuǎn)換反應(yīng)，通過加氫還原、選擇性取代等手段合成得到，具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和溶解性等優(yōu)良性質(zhì)。但由于其合成較為復(fù)雜，參數(shù)選擇難度大，因此需要進(jìn)一步深入研究。二、研究目的和意義本研究旨在深入探索新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料的合成方法和結(jié)構(gòu)性能關(guān)系，進(jìn)一步了解其特性和應(yīng)用前景，為材料科學(xué)領(lǐng)域和新材料設(shè)計(jì)提供有益的信息和指導(dǎo)。具體研究目標(biāo)如下：1.對新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料的合成反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行理論分析和優(yōu)化。2.對所合成的材料進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，包括分子式、分子量、分子結(jié)構(gòu)、紅外光譜圖等方面的表征。3.對所合成的材料在熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、熱力學(xué)性質(zhì)、電化學(xué)性能等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，分析其結(jié)構(gòu)性能關(guān)系。4.探究新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料在膜分離、催化、光電子器件等可應(yīng)用領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價值。三、研究方法和步驟本研究采用先進(jìn)的有機(jī)合成技術(shù)和材料物理化學(xué)測試手段，通過動態(tài)實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法對新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料進(jìn)行研究。具體步驟如下：1.選擇合適的材料合成反應(yīng)條件和模板，考慮反應(yīng)參數(shù)如溫度、壓力、催化劑種類和量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.通過薄層色譜法、核磁共振法等手段對所合成的材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和純化。3.對所得材料進(jìn)行化學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性、熱力學(xué)性能、電化學(xué)性能等方面的測試和評估。4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論研究結(jié)果，對新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料的結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用前景進(jìn)行討論和分析。四、預(yù)期結(jié)果和創(chuàng)新點(diǎn)通過本次研究，我們希望可以得到以下預(yù)期結(jié)果：1.理論上深入探究新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料合成反應(yīng)機(jī)理和有機(jī)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，提出更優(yōu)化的合成方案。2.合成所得材料化學(xué)結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步明確，純度大幅提高，同時可獲得材料完整的物理化學(xué)數(shù)據(jù)。3.對新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、熱力學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)性能等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究和評估，獲得材料的基本性質(zhì)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)性能關(guān)系。4.挖掘新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料在膜分離、催化、光電子器件等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價值，為材料科學(xué)領(lǐng)域的新材料設(shè)計(jì)提供參考和指導(dǎo)。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于：1.本研究采用新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料作為研究對象，這種材料具有良好的綜合性能和結(jié)構(gòu)可控性等特點(diǎn)，同時具有廣泛的材料應(yīng)用前景。2.通過搭建完整的有機(jī)合成技術(shù)和材料物理化學(xué)測試手段，實(shí)現(xiàn)對新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)PBI材料的系統(tǒng)研究和評估。3.本研究對新