Covalent Organic Frameworks 1200-2MON23Z

Wykład ten będzie dotyczył tematu dwuwymiarowych krystalicznych kowalencyjnych struktur organicznych (COF), wiodącego zagadnienia badawczego na całym świecie. Do jego pełnego zrozumienia wymagana jest podstawowa wiedza z zakresu chemii polimerów i chemii organicznej. Studenci zapoznają się z tematem polimerów 2D, począwszy od podstaw struktury i syntezy polimerów (1D), w tym podstaw syntezy organicznej, oraz dowiedzą się, w jaki sposób COFs są syntetyzowane w porównaniu z innymi porowatymi polimerami, biorąc pod uwagę także ich właściwości fizyczne. Pomoże to zrozumieć, dlaczego COF jawią się jako następna generacja polimerów krystalicznych 2D i oczekuje się, że będą wykorzystywane jako materiały energetyczne.

Treść 15 spotkań (15 h):

1. Polimeryzacja stopniowa (polikondensacja)
1.1 Klasyfikacja polimerów i mechanizmy polimeryzacji
1.2 Mechanizm polimeryzacji stopniowej
1.3 Kinetyka i statystyka polimeryzacji stopniowej
1.4 Wielofunkcyjna polimeryzacja stopniowa
2. Projektowanie i synteza kowalencyjnych struktur organicznych (COF)
2.1 Wprowadzenie do COF-ów
2.2 Synteza COF w koncepcji dynamicznej chemii kowalencyjnej
2.3 Dynamiczne łączniki bloków konstrukcyjnych
2.4 Topologia i geometria materiałów porowatych 2D zawierających COF
2.5 Synteza solwotermiczna
2.6 Synteza jonotermiczna
2.7 Synteza mikrofalowa
2.8 Synteza w temperaturze pokojowej
3. Krystalizacja i wiązania strukturalne COF
3.1 Wiązania B-O
3.2 Wiązania iminowe
3.3 Wiązania hydrazonowe
3.4 Wiązania skwarainowe
3.5 Wiązania imidowe
3.6 Wiązania fenazynowe
3.7 Wiązania triazynowe
3.8 Wiązania multi-hetero w pojedynczym szkielecie COF
4. Post-synthetic linkage for COFs
5. Adsorpcja gazu w COF i zdolności do magazynowania
5.1 Sorpcja gazu
5.2 Adsorpcja fizyczna i chemiczna
5.3 Teoria Brunauera-Emmetta-Tellera (BET)
5.4 Magazynowanie wodoru gazowego
5.5 Magazynowanie metanu
5.6 Magazynowanie dwutlenku węgla w gazie
5.7 Separacja membranowa COF
6. Zastosowania katalizy heterogenicznej
7. Dwuwymiarowe COFy w zastosowaniu do magazynowania energii
7.1 Wykorzystanie COFów 2D w optoelektronice i magazynowaniu energii
7.2 Półprzewodnikowe i fotoprzewodzące COFy 2D
7.3 Akumulatory litowo- i sodowo-jonowe stosowane jako elektrolity, katody i anody.
7.4 COFy 2D z przewodnictwem protonowym w zastosowaniach do ogniw paliwowych
8. Biomedyczne zastosowania COFów
8.1 Wprowadzenie do zastosowań biomedycznych
8.2 Właściwości COFów w zastosowaniach biomedycznych
8.3 Biomedyczne zastosowania COFów, takie jak dostarczanie leków, terapia fototermiczna i fotodynamiczna
8.4 Inne zastosowania biomedyczne