A versatile strategy towards microporous architectures derived nitrogen rich organic materials for CO2 adsorption and supercapacitors

حظيت البوليمرات العضوية المسامية المصنعة من الكربازول المنصهر اهتماما كبيرا في مجال تخزين الغاز والطاقه. سهولة تحضير هذه المواد وتعديل هيكلها التركيبي يجعلها خيارات متميزة في العديد من التطبيقات خاصة في مجال امتصاص ثاني أكسيد الكربون وتخزين الطاقة. يمكن إجراء تفاعلات البلمرة باستخدام روابط أروماتيه مختلفة ( من أجل تقييم السلوكيات التركيبية المختلفة للبوليمرات التي تتشابة في البنية التركيبية. بالإضافة إلى ذلك، سيتم تحضير مواد الكربون المسامية من خلال طريقة pyrolysis تحت جو النيتروجين مع/ بدون إضافة المواد النيتروجينية. كما سيتم التأكد من التركيب الكيميائي لهذه البوليمرات وقدرتها على امتصاص الغاز من خلال الطرق التحليلية المتعارف عليها. سيتم دراسة كفاءة هذه البوليمرات بواسطة قياسات الأيزوثرم بامتصاص النيتروجين كما سيتم تقييم فعالية امتصاص ثاني أكسيد الكربون والغازات المختلطة للمواد في درجات حرارة مختلفة. من ناحية أخرى ونتيجة الحاجة لتطوير مواد عالية الأداء للتغلب على الطلب المتزايد على الطاقة العالميه فان المكثفات الفائقة التي يمكنها تخزين الشحنات الكهربائية في البوليمرات اصبحت واعدة لتخزين الطاقة الكهروكيميائية للأجهزة الإلكترونية المحمولة. في هذا الصدد، سوف نقوم بتصميم مواد جديدة من الأقطاب الكهربائية باستخدام هذه البوليمرات التي سيتم تحضيرها من أجل صناعة مكثفات فائقة وذلك للتغلب على عيوب المكثفات الكهربائية مزدوجة الطبقة (EDLC) او pseudocapacitance بمفردها وتقليل وقت التفاعل حيث يمكن لهذه البوليمرات العضوية المسامية أن تقدم كل من EDLC و pseudocapacitance مما سيعزز السعة ويوفر كثافة طاقة عالية.

Fused carbazole fabricated porous organic polymers received great attention in the field of gas storage and conductivity studies. The ease of synthesis and compatibility with structural decorations of these polymers making them outstanding choices in many applications presumably in the area of CO2 adsorption and energy storage. In this work, we proposed a scheme for the synthesis of conjugated network polymers (PNCz-1 to PNCz-46) by different polymerization reactions consisting of FeCl3 mediated oxidative coupling, sonogashira, suzuki cross coupling, iminization and ZnCl2 mediated cyclotrimerization. Polymerization reactions can be performed using various aromatic linkers (L1-L28) to evaluate the different textural behaviours of structurally related polymers. In addition, the porous carbon materials will be prepared from the best performed polymers by pyrolysis method under nitrogen atmosphere with/without the addition of nitrogenous substances. The chemical identity and gas uptake ability of all the prepared materials can be completely examined by usual analytical techniques. The textural assets of all the materials will be carried out by nitrogen sorption isotherm measurements at 77K. The CO2 and mixed gas uptake efficacy of the materials will be evaluated at different temperatures. On the other hand, it is crucially important to develop high performance materials to overcome the growing demand for global energy. Accordingly, supercapacitors which can store electrical charges in the redox-active porous polymers are considered to be a promising electrochemical energy storage candidate for the portable electronic devices. In this regard, we will design new electrode materials of the synthesized porous organic materials by chemical and electrochemical polymerization methods for supercapacitors in order to overcome the d