一种碳碳双键桥联的金属-salen基二维共轭有机框架材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳碳双键桥联的金属

【技术实现步骤摘要】
一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks，COFs)
，具体涉及一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]N,N
’‑
bis(salicylidene)ethylenediamine(Salen)是配位化学中最具有代表性的优势配体之一。因为它能够和不同价态的金属离子配位，使得Salen配合物在均相催化中作为有效的催化剂，广泛用于烯烃氧化，环氧化物的开环反应及动力学拆分，D
‑
A反应等反应中。将Salen多相化后引入到多孔材料，可解决传统的均相Salen催化剂难以分离、回收利用的缺点；Salen功能化砌块的引入也可赋予材料新的功能化特性，实现多孔材料在多相催化、分子识别及分离、传感等领域的应用。
[0003]共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks,COFs)是一类具有结晶性和周期性的多孔有机聚合物材料，具有比表面积大、孔结构丰富、质量轻、结构有序、孔径可调等优点，在光伏材料、客体分子吸附、物质传输、储能、光电功能以及纳米反应器等领域具有很好的应用前景，因而受到了广泛关注。
[0004]因此，以金属
‑
salen作为配体通过C
‑
C双键桥联的方式合成新型的晶体材料COFs可以有效将两者的优势点相互结合，并且能进一步拓展其应用范围，具有很好的研究意义和应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料及其制备方法，用以制备结晶好、比表面积大的基于金属
‑
salen配体的多孔共价有机框架材料。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料，碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料利用甲酰基功能化的金属
‑
salen配合物与2,4,6
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
三嗪合成的COF，所述碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料为三方晶系，具体合成反应式如下；
[0007][0008]进一步地，所述碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料的比表面积为1108m2·
g
‑1，孔径分布主要集中分布在2.5nm左右。
[0009]一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料的制备方法，包括如下步骤；
[0010]步骤1：在氩气气氛的手套箱中，将反应单体salen
‑
M、2,4,6
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
三嗪、有机混合溶剂以及催化剂碱性水溶液加入到圆底溶剂安瓿瓶中；
[0011]步骤2：用丁烷可燃气密封所述安瓿瓶，将所述安瓿瓶转移到恒温烘箱中，进行加热反应；
[0012]步骤3：所述加热反应结束后，待所述安瓿瓶自然冷却至室温，用真空抽滤法收集沉淀，分别使用二氯甲烷和甲醇洗涤所述沉淀，然后进行真空干燥，最后得到有机框架材料salen
‑
COF
‑
M；
[0013]所述加热反应的反应温度为90
‑
110℃，反应时长为65
‑
75小时；
[0014]所述步骤3中真空干燥的干燥温度为55
‑
65℃，干燥时长为8
‑
12小时。
[0015]进一步地，所述反应单体salen
‑
M是甲酰基功能化的双水杨醛缩乙二胺基金属配合物，M为具有催化活性的金属离子Zn
2+
、Cu
2+
、Co
2+
或Ni
2+
。
[0016]进一步地，所述有机混合溶剂为1,4
‑
二氧六环与乙醇的混合物，所述1,4
‑
二氧六环与乙醇体积比例为55:28。
[0017]进一步地，所述催化剂碱性水溶液为1M氢氧化钠水溶液，混合有机溶液:催化剂＝83:17。
[0018]进一步地，所述加热反应的反应温度为100℃，反应时长为72小时。
[0019]进一步地，所述步骤3中真空干燥的干燥温度为60℃，干燥时长为12小时。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术首次使用甲酰基功能化的金属
‑
salen配合物为核心单体，在溶剂热的条件下合成碳碳双键桥联的二维COF，所述COF材料具有高结晶性，高比表面积，均一的孔道结构，具有可见光范围内吸收，优异的热稳定性并具有均匀的二维层状形貌。
[0022]本专利技术通过反应条件的优化，利用甲酰基功能化的金属
‑
salen配合物与1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三嗪合成的COF具有高结晶性，高比表面积，均一的孔道结构以及半导体性质。
附图说明
[0023]图1是本专利技术制备共价有机框架材料的合成过程；
[0024]图2是本专利技术制备的共价有机框架材料的XRD表征；
[0025]图3是本专利技术制备的共价有机框架材料的红外表征；
[0026]图4是本专利技术制备的共价有机框架材料的BET表征；
[0027]图5是本专利技术制备的共价有机框架材料的SEM图片。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0030]如图1
‑
5所示，本专利技术中碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料的晶体结构是通过粉末X射线衍射测定并通过理论模拟解析。
[0031]本专利技术中碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料的多孔结构是通过氮气吸附脱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料，其特征在于：碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料利用甲酰基功能化的金属
‑
salen配合物与2,4,6
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
三嗪合成的COF，所述碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料为三方晶系，具体合成反应式如下；2.根据权利要求1所述的一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料，其特征在于：所述碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料的比表面积为1108m2·
g
‑1，孔径分布主要集中分布在2.5nm左右。3.根据权利要求1或2所述的一种碳碳双键桥联的金属
‑
salen基二维共轭有机框架材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤；步骤1：在氩气气氛的手套箱中，将反应单体salen
‑
M、2,4,6
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
三嗪、有机混合溶剂以及催化剂碱性水溶液加入到圆底溶剂安瓿瓶中；步骤2：用丁烷可燃气密封所述安瓿瓶，将所述安瓿瓶转移到恒温烘箱中，进行加热反应；步骤3：所述加热反应结束后，待所述安瓿瓶自然冷却至室温，用真空抽滤法收集沉淀，分别使用二氯甲烷和甲醇洗涤所述沉淀，然后进行真空干燥，最后得到有机框架材料salen
‑
COF
‑
M；所述加热反应的反应温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡凌涛，储明明，李以名，王益锋，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：