一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及有机多孔晶体材料和荧光传感技术领域，具体涉及一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用。基于苯并硒二唑的共价有机框架结构式如式Ⅰ所示：所示：所示：所示：

【技术实现步骤摘要】
一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及有机多孔晶体材料和荧光传感
，具体涉及一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]共价有机框架(COFs)材料是一种纯有机的晶态多孔材料，具有组成和结构的多样性、较大的比表面积、规则的孔道结构及孔道尺寸可调控等特点。COFs是完全依靠共价键连接构建而成的，具有较好的机械稳定性和化学稳定性。基于以上特点，COFs材料在气体的存储和分离、有机物的吸附、药物分子的负载与运输、光催化、电催化和传感等方面具有广泛的应用价值。
[0004]现有技术中通常构筑COFs材料的反应为硼酸脱水反应、硼酸和酚类的反应和席夫碱反应等。目前报道的大多数COFs材料中的连接键为硼氧键和亚胺键，由于其是可逆共价键，在严苛的环境中，会分解而导致COFs骨架的坍塌，这限制了COFs材料的应用。如何构筑更加稳定的COFs材料，这一难题制约着COFs材料的发展。从2016年，基于碳碳双键连接的COFs(sp
2 COFs)首次被合成出来，自此，碳碳双键连接的COFs材料开始发展。为了丰富sp
2 COFs的种类及开发其新的应用，构筑新的sp
2 COFs材料非常重要。
[0005]硒二唑结构具有优良的光电化学性质，在光电催化和传感中有广泛用途。但由于基于硒二唑的衍生分子在合成上具有一定的难度，使得用于构筑含苯并硒二唑多孔聚合物的单体种类十分有限。sp
2 COFs由碳碳双键连接，碳碳双键可逆性差，更加难以得到高质量高结晶性的sp
2 COFs材料。在此之前并未有基于苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料被制备出来。
[0006]因此专利技术人发现克服合成方面的困难来制备含有苯并硒二唑结构的合适的单体，将其引入到sp
2 COFs材料中，不仅丰富了sp
2 COFs材料的种类，还能开发其新的应用。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用，本专利技术通过利用4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈和1,3,6,8
‑
四(4
‑
甲酰基苯基)芘之间发生Knoevenagel缩合反应，填补了之前没有含有苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料的空白，所述共价有机框架材料对钯离子有快速响应性和高选择性，荧光强度在2分钟内达到稳定，检测限为0.45μM；本专利技术方法对设备要求低，制备方法简单，制备的基于苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料具有较高的比表面积和较强的化学稳定性，在光电催化和分离方面有很高的应用价值。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所述：
[0009]在本专利技术的第一方面，提供一种基于苯并硒二唑的共价有机框架，其结构式如式Ⅰ所示：
[0010][0011]在本专利技术的第二方面，提供一种第一方面所述基于苯并硒二唑的共价有机框架的制备方法，所述制备方法为：先将4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并硒二唑和4
‑
氰甲基苯硼酸反应生成4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈，结构如式(a)所示；然后4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
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二基)二乙腈和1,3,6,8
‑
四(4
‑
甲酰基苯基)芘发生Knoevenagel缩合反应，得到PY
‑
SE
‑
COF，如式(Ⅰ)所示。
[0012][0013]在本专利技术的第三方面，提供一种第二方面所述基于苯并硒二唑的共价有机框架在钯离子荧光传感器中的应用。
[0014]专利技术的具体实施方式具有以下有益效果：
[0015]1、本专利技术通过利用4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈和1,3,6,8
‑
四(4
‑
甲酰基苯基)芘之间发生Knoevenagel缩合反应，填补了之前没有含有苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料的空白；制备方法对设备要求低，制备方法简单，制备的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料具有较高的比表面积和较强的化学稳定性，在光电催化和分离方面有很高的应用价值；
[0016]2、本专利技术中的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料具有高的比表面积，良好的结晶性和化学稳定性；该材料对钯离子有快速响应性和高选择性，荧光强度在2分钟内达到稳定，检测限为0.45μM。
附图说明
[0017]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0018]图1为本专利技术实施例1制得的4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈的核磁共振氢谱图；
[0019]图2是本专利技术实施例1制得的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料的粉末X射线衍射图；
[0020]图3是本专利技术实施例1制得的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料的红外图谱；
[0021]图4是本专利技术实施例1制得的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料的吸脱附曲线图和孔径分布图；
[0022]图5本专利技术实施例1制得的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料的扫描电镜图；
[0023]图6是本专利技术实施例1制得的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料的钯离子荧光传感图。
[0024]图7是本专利技术实施例1制得的基于苯并硒二唑的共价有机框架材料的荧光强度和钯离子浓度的线性曲线图。
具体实施方式
[0025]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027]本专利技术的一种实施方式中，提供了一种基于苯并硒二唑的共价有机框架，其结构式如式Ⅰ所示：
[0028][0029]PY
‑
SE
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于苯并硒二唑的共价有机框架，其特征在于，其结构式如式Ⅰ所示：2.一种权利要求1所述基于苯并硒二唑的共价有机框架的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并硒二唑和4
‑
氰甲基苯硼酸反应生成4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈，然后4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈和1,3,6,8
‑
四(4
‑
甲酰基苯基)芘发生Knoevenagel缩合反应，得到PY
‑
SE
‑
COF，如式(Ⅰ)所示。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并硒二唑与4
‑
氰甲基苯硼酸、四(三苯基膦)钯、碳酸钠混合，以四氢呋喃和水为溶剂，在氮气中回流，冷却后得到混合物，沉降、萃取、分离，得到4,4'
‑
(苯并硒二唑
‑
4,7
‑
二基)二乙腈，如式(a)所示：
(2)将4,4'

【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，岳婕妤，丁秀丽，马瑜，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：