本发明专利技术属于环境化学前处理功能材料领域，提供了一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，将有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂作为溶剂热反应的溶剂，通过调控有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂的比例，可以实现COFs晶体的定向可控生长，高效合成了具有形貌可控、结构可控、且性能稳定的具有不同形貌亚胺型COFs材料；得到的亚胺型COFs材料表面具有丰富的亚胺基团，对室内环境中的甲醛具有高吸附容量，可与甲醛进一步进行缩合反应而将甲醛牢固的吸附在COFs材料表面，避免甲醛被吸附后产生脱附，而造成的二次污染，可用于室内环境中的甲醛的快速吸附去除，其吸附效率可达100％。其吸附效率可达100％。其吸附效率可达100％。
【技术实现步骤摘要】
一种有序定向生长的亚胺型COFs材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于环境化学前处理功能材料领域，具体涉及一种有序定向生长的亚胺型COFs材料及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]近年来，甲醛作为室内空气污染物主要成分中最主要的一类挥发性有机化合物，其危害性受到了社会的广泛关注。COFs是一类由有机分子单元通过可逆共价键构建而成的多孔结晶材料，其特定的多孔结构可以用于甲醛的吸附分离。COFs材料类型大致可分为：含硼型材料、亚胺型材料、三嗪环型材料等。对比上述COFs材料，其稳定性从高到低依次为：三嗪环型COFs材料>亚胺型COFs材料>含硼型COFs材料。亚胺型COFs材料相比于基于硼酸缩合反应得到的COFs材料具有更好的结构规则性和有序性，其表面的亚胺基团可继续与甲醛进行缩聚反应，进而在甲醛去除方面具有广阔的应用前景。
[0003]溶剂热法是亚胺型COFs材料常用的制备方法，然而由于现有的制备方法存在COFs晶体的生长方向具有随机性问题，导致得到的COFs材料的结构与形貌不可控，重现性差，极大限制了COFs材料的应用与可持续发展。
[0004]因此，亟需提供一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，实现COFs材料的形貌可控，并且对甲醛具有较大的吸附容量。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，利用本专利技术提供的制备方法，能够得到形貌可控、结构可控、性能稳定的亚胺型COFs材料，并且对室内环境中的甲醛吸附容量大、可实现室内环境中甲醛的快速净化。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，包括：
[0008]将芳香醛、有机胺、溶剂和分散剂混合，进行溶剂热反应，得到有序定向生长的亚胺型COFs材料，所述溶剂由有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂组成。
[0009]优选地，所述芳香醛包括1,3,5
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三(对甲酰基苯基)苯、异酞醛和双(4
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甲酰基苯基)醚中的至少一种；所述有机胺包括三(4
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氨基苯基)胺和/或三乙烯四胺。
[0010]优选地，所述芳香醛与有机胺的质量比为(20～60)：(10～30)。
[0011]优选地，所述芳香醛和溶剂的质量比为(20～60):6；所述芳香醛的质量和分散剂的体积比为(20～60)mg:0.3mL。
[0012]优选地，所述有机酸的水溶液中的有机酸包括甲酸和/或乙酸；所述油溶性有机溶剂包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一种；所述分散剂包括二恶烷和/或丙酮。
[0013]优选地，所述有机酸的水溶液的浓度为1.0～5.0mol/L；
[0014]优选地，所述有机酸的水溶液与油溶性有机溶剂的体积比为1.0：1.0、1.0：5.0或5.0：1.0。
[0015]优选地，所述溶剂热反应在微波条件下进行，所述溶剂热反应的温度为60～120℃，所述溶剂热反应的时间为0.5～5.0h。
[0016]本专利技术还提供了上述方案所述的制备方法制备得到的有序定向生长的COFs材料，所述有序定向生长的亚胺型COFs材料的形貌包括圆球形、圆杆形和平板形；所述有序定向生长的亚胺型COFs材料的表面含有亚胺基团。
[0017]本专利技术还提供了上述方案所述的有序定向生长的亚胺型COFs材料在净化室内环境空气中甲醛中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，包括：将芳香醛、有机胺、溶剂和分散剂混合，进行溶剂热反应，得到有序定向生长的亚胺型COFs材料，所述溶剂由有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂组成。本专利技术将有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂作为溶剂热反应的溶剂，通过调控有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂的比例，可以实现COFs晶体的定向可控生长，高效合成了具有形貌可控、结构可控、且性能稳定的具有不同形貌亚胺型COFs材料；得到的亚胺型COFs材料表面具有丰富的亚胺基团，对室内环境中的甲醛具有高吸附容量，可与甲醛进一步进行缩合反应而将甲醛牢固的吸附在COFs材料表面，避免甲醛被吸附后产生脱附，而造成的二次污染，可用于室内环境中的甲醛的快速吸附去除，其吸附效率可达100％。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1制备的球形有序定向生长的亚胺型COFs材料的透射电子显微镜图；
[0020]图2为本专利技术实施例2制备的圆杆形有序定向生长的亚胺型COFs材料的透射电子显微镜图；
[0021]图3为本专利技术实施例3制备的平板形有序定向生长的亚胺型COFs材料的透射电子显微镜图；
[0022]图4为本专利技术应用例1吸附净化前室内环境中甲醛稀释1000倍的LC
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MS/MS图；
[0023]图5为本专利技术应用例1吸附净化后室内环境中甲醛的LC
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MS/MS图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，包括：
[0025]将芳香醛、有机胺、溶剂和分散剂混合，进行溶剂热反应，得到有序定向生长的亚胺型COFs材料，所述溶剂由有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂组成。
[0026]在本专利技术中，所述水均为去离子水。
[0027]本专利技术将芳香醛、有机胺、溶剂和分散剂混合，进行溶剂热反应，得到有序定向生长的亚胺型COFs材料。
[0028]在本专利技术中，所述芳香醛、有机胺、溶剂和分散剂的混合顺序优选为先将芳香醛与有机胺混合，然后依次加入溶剂与分散剂。本专利技术采用常规的先加入反应物然后加入反应溶剂的方式，有利于将反应物充分分散在反应体系中。
[0029]在本专利技术中，所述溶剂由有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂组成。在本专利技术中，所述有机酸的水溶液中的有机酸优选包括甲酸和/或乙酸，更优选为乙酸。在本专利技术中，所述
油溶性有机溶剂优选包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一种，更优选为二甲苯。在本专利技术中，所述有机酸的水溶液的浓度优选为1.0～5.0mol/L，更优选为3.0mol/L。在本专利技术中，所述有机酸的水溶液与油溶性有机溶剂的体积比优选为1.0：1.0、1.0：5.0或5.0：1.0。本专利技术将有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂作为溶剂热反应的溶剂，通过调控有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂的比例，可以实现COFs晶体的定向可控生长，高效合成了具有形貌可控、结构可控、且性能稳定的具有不同形貌亚胺型COFs材料。本专利技术将所述有机酸的水溶液与油溶性有机溶剂种类以及参数限定在上述范围，有利于得到圆球形、圆杆形和平板形的亚胺型COFs材料。
[0030]在本专利技术中，所述芳香醛优选包括1,3,5
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三(对甲酰基苯基)苯、异酞醛和双(4
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甲酰基苯基)醚中的至少一种。在本专利技术中，所述有机胺优选包括三(4
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种有序定向生长的亚胺型COFs材料的制备方法，其特征在于，包括：将芳香醛、有机胺、溶剂和分散剂混合，进行溶剂热反应，得到有序定向生长的亚胺型COFs材料；所述溶剂由有机酸的水溶液和油溶性有机溶剂组成。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芳香醛包括1,3,5
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三(对甲酰基苯基)苯、异酞醛和双(4
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甲酰基苯基)醚中的至少一种；所述有机胺包括三(4
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氨基苯基)胺和/或三乙烯四胺。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述芳香醛与有机胺的质量比为(20～60)：(10～30)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芳香醛和溶剂的质量比为(20～60):6；所述芳香醛的质量和分散剂的体积比为(20～60)mg:0.3mL。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机酸的水溶液中的有...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永纲，张蕴，雷超，陆胤，叶明立，塔兹娅娜，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：
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