一种有机多孔聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种有机多孔聚合物及其制备方法和应用。本发明专利技术的有机多孔聚合物由3,7

【技术实现步骤摘要】
一种有机多孔聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及光解水制氢
，具体涉及一种有机多孔聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机多孔聚合物是由有机单元通过共价键连接的方式形成的多孔聚合物。有机多孔聚合物与经典多孔材料(如分子筛、介孔硅等)相比，其最大的优势是可以借助有机构筑单元和合成反应的丰富多样性从原子尺度上精确调控有机多孔聚合物的孔径大小、比表面积和孔道环境，得到具有特定结构和特定功能的有机多孔框架结构。因此，有机多孔框架结构在气体存储和分离、催化、传感、能源存储、光电转化等界面化学领域都具有很好的应用前景。
[0003]在多孔材料催化领域，光解水制氢是一个重要的分支。2018年5月，中国科协组织征集遴选了60个重大科学问题和重大工程技术难题，材料领域共入选了5个，而光催化材料就是其中之一。然而，目前光解水制氢这一领域的发展陷入了瓶颈，主要是因为光解水制氢的效率低下，实际应用困难，无法提供经济价值，也便无法帮助人们更好地面对能源危机。
[0004]因此，亟需开发一种光解水制氢产率高的有机多孔聚合物。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种有机多孔聚合物。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供上述有机多孔聚合物的制备方法。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供上述有机多孔聚合物用作光解水制氢催化剂的应用。
[0008]本专利技术所采取的技术方案是：
[0009]一种有机多孔聚合物，由3,7/>‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪与1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘或(苯
‑
1,3,5
‑
三酰基)三乙腈共聚得到。
[0010]优选的，所述有机多孔聚合物具有如式(I)或式(II)所示的重复单元：
[0011][0012]具有如式(I)所示重复单元的有机多孔聚合物的制备方法包括以下步骤：将3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪和1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘分散在溶剂中，进行聚合反应，即得有机多孔聚合物。
[0013]优选的，所述3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪、1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘的摩尔比为1:0.4～1:0.6。
[0014]优选的，所述溶剂由正丁醇和邻二氯苯复配而成。
[0015]优选的，所述聚合反应在110℃～130℃下进行，反应时间为60h～80h。
[0016]具有如式(II)所示重复单元的有机多孔聚合物的制备方法包括以下步骤：将3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪和(苯
‑
1,3,5
‑
三酰基)三乙腈分散在溶剂中，进行聚合反应，即得有机多孔聚合物。
[0017]优选的，所述3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪、(苯
‑
1,3,5
‑
三酰基)三乙腈的摩尔比为1:0.6～1:0.7。
[0018]优选的，所述溶剂由正丁醇和氢氧化钾溶液复配而成。
[0019]优选的，所述聚合反应在110℃～130℃下进行，反应时间为60h～80h。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术的有机多孔聚合物的结构非常有利于电子的解离与传输，光解水制氢速率较高且稳定。
附图说明
[0021]图1为3,7
‑
二溴
‑
10
‑
甲基酚噻嗪、1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘和酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物的红外光谱图。
[0022]图2为酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物的粉末X射线衍射谱。
[0023]图3为酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物进行光解水制氢得到的时间
‑
产氢量关系图。
[0024]图4为酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物的氮气吸附
‑
脱附曲线。
[0025]图5为3,7
‑
二溴
‑
10
‑
甲基酚噻嗪、(苯
‑
1,3,5
‑
三酰基)三乙腈和酚噻嗪
‑
三乙腈有机多孔聚合物的红外光谱图。
[0026]图6为酚噻嗪
‑
三乙腈有机多孔聚合物的粉末X射线衍射谱。
[0027]图7为酚噻嗪
‑
三乙腈有机多孔聚合物进行光解水制氢得到的时间
‑
产氢量关系图。
[0028]图8为酚噻嗪
‑
三乙腈有机多孔聚合物的氮气吸附
‑
脱附曲线。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0030]实施例1：
[0031]一种酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物，其制备方法包括以下步骤：
[0032]将21.514mg(0.08mmol)的3,7
‑
二溴
‑
10
‑
甲基酚噻嗪和22.65mg(0.04mmol)的1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘加入10mL的安瓿瓶中，再加入1mL的正丁醇
‑
邻二氯苯混合液(正丁醇、邻二氯苯的体积比为1:2)和0.1mL浓度6mol/L的醋酸溶液，再排出安瓿瓶内的空气，用丁烷为燃料的火焰喷枪进行封管，再将安瓿瓶置入烘箱中，120℃反应72h，反应完毕后用四氢呋喃对反应得到的固体产物进行索氏提取提纯，得到23.6mg的酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物(红褐色固体，产率：53.6％)。
[0033]反应式如下：
[0034][0035]性能测试：
[0036]1)3,7
‑
二溴
‑
10
‑
甲基酚噻嗪、1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘和酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物的红外光谱图如图1所示。
[0037]由图1可知：在1620cm
‑1处明显有新的峰生成，归属于碳氮双键也就是亚胺键的峰，表明醛基和氨基反应生成大量的亚胺键，说明反应程度非常高并且与预期反应结果相吻合。
[0038]2)酚噻嗪
‑
芘有机多孔聚合物的粉末X射线衍射谱如图2所示。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机多孔聚合物，其特征在于，由3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪与1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘或(苯
‑
1,3,5
‑
三酰基)三乙腈共聚得到。2.根据权利要求1所述的有机多孔聚合物，其特征在于：所述有机多孔聚合物具有如式(I)或式(II)所示的重复单元：3.权利要求2所述的具有如式(I)所示重复单元的有机多孔聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪和1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘分散在溶剂中，进行聚合反应，即得有机多孔聚合物。4.根据权利要求3所述的有机多孔聚合物的制备方法，其特征在于：所述3,7
‑
二甲酰基
‑
10
‑
甲基酚噻嗪、1,3,6,8
‑
四(4'
‑
氨基苯)芘的摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾成，王浩天，王伟涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：