一种炔基修饰的共价有机框架制造技术

本发明专利技术公开一种炔基修饰的共价有机框架

【技术实现步骤摘要】
一种炔基修饰的共价有机框架、基于D
‑
A结构的稳定自由基共价有机框架及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机框架功能材料
，具体涉及一种炔基修饰的共价有机框架
、
基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]二维层状共价有机框架
(2D COFs)
材料具有高度
π
‑
轨道重叠的电子系统，电荷载流子迁移率很高，是电荷传输的理想选择；并具有平行于堆叠方向的开放多孔通道
。
为了进一步减小带隙，目前广泛使用的方法是供体
‑
受体共聚方式，即在聚合物主链交替引入富电子单元和缺电子单元
。
供体
‑
受体
COFs
是通过共价键连接并精细排列以形成高度有序的网络结构的供体
(D)
和受体
(A)
链段
。
具有可调带隙和光电特性的共价键合供体
‑
受体对赋予了
COFs
材料在光电子
、
荧光生物成像和传感器等方面的潜在应用
。D
‑
A
型
COFs
独特的结构特征使得能够形成单独的
D
‑
A
堆叠，从而为高效的电荷分离提供了一种方式，具有广泛的光热应用前景
。

技术实现思路
<br/>[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种炔基修饰的共价有机框架，包含以苯环为中心的炔基官能化配体单元，提供了大的稠环
π
系统调节电子特性，主体框架具高结晶性和富含炔基，因此电荷载流子迁移率高
。
[0004]本专利技术的第二个目的是为了提供一种上述炔基修饰的共价有机框架的制备方法
。
[0005]本专利技术的第三个目的是为了提供一种基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架
。
[0006]本专利技术的第四个目的是为了提供一种基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架的制备方法
。
[0007]本专利技术的第五个目的是为了提供炔基修饰的共价有机框架
、
基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架的应用
。
[0008]实现本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0009]一种炔基修饰的共价有机框架，具有式
I
所示结构单元：
[0010][0011]实现本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0012]一种炔基修饰的共价有机框架的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将式
II
所示结构的有机配体与三醛基间苯三酚均匀分散在均三甲苯和
1,4
‑
二氧六环的混合溶剂中，加入苯胺和乙酸，然后在密闭环境下反应，反应结束进行固液分离，得到的固体经洗涤干燥后得到所述炔基修饰的共价有机框架；
[0014][0015]进一步的，式
II
所示结构的有机配体与三醛基间苯三酚的物质的量之比为1：
(0.8
‑
1.2)。
[0016]进一步的，加入乙酸的浓度为5‑
7mol/L
，加入乙酸的量为混合溶剂体积的5％
‑
15
％
。
[0017]进一步的，苯胺加入量为混合溶剂体积的
0.5
‑
1.5
％
。
[0018]进一步的，混合溶剂中均三甲苯和
1,4
‑
二氧六环的体积比为1：
(0.5
‑
1.5)。
[0019]进一步的，式
II
所示结构的有机配体与混合溶剂的加入量之比为
1mmol
：
(10
‑
40mL)。
[0020]进一步的，反应的条件为
100
‑
140℃
下反应
24
‑
96h。
[0021]实现本专利技术的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0022]一种基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架，具有式
III
所示结构单元：
[0023][0024]实现本专利技术的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0025]一种基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将上述炔基修饰的共价有机框架与
7,7,8,8
‑
四氰基苯醌二甲烷在真空状态下进行加热反应，反应结束得到所述基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架
。
[0027]进一步的，加热反应的条件为在
150
‑
200℃
；反应时间为6‑
72h。
[0028]进一步的，权利要求1的炔基修饰的共价有机框架与
7,7,8,8
‑
四氰基苯醌二甲烷的质量比为1：
(0.73
‑
1.1)。
[0029]实现本专利技术的第五个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0030]上述的一种炔基修饰的共价有机框架或上述的一种基于
D
‑
A
结构的稳定自由基共价有机框架作为光热转换材料的应用
。
[0031]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0032]1、
本专利技术一种炔基修饰的共价有机框架，包含以苯环为中心的炔基官能化的主体结构，提供了大的稠环
π
系统调节电子特性，主体框架具高结晶性和富含炔基，其高度共轭的刚性平面骨架导致的分子间强烈的
π
‑
π
堆积，因此电荷载流子迁移率高，具有一定的光热转化性能；并且炔基官能化主链中的炔基能够发生加成反应，为后功能化修饰提供了位点
。
[0033]2、
本专利技术一种炔基修饰的共价有机框架的制备方法，通过氨基和醛基氨醛缩合反应，以苯环为中心的炔基官能化有机配体和三醛基间苯三酚依次相连，形成类六边环形共价有机框架单元，生成有序的二维蜂窝网状的高结晶性
。
制备过程为溶剂热反应条件，反应
温和，容易发生，不需要苛刻的反应条件，因此可以大规模制备
。
[0034]3、
本专利技术的基于
D
‑
A
结构的稳定自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种炔基修饰的共价有机框架，其特征在于，具有式
I
所示结构单元：
2.
一种炔基修饰的共价有机框架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式
II
所示结构的有机配体与三醛基间苯三酚均匀分散在均三甲苯和
1,4
‑
二氧六环的混合溶剂中，加入苯胺和乙酸，然后在密闭环境下反应，反应结束进行固液分离，得到的固体经洗涤干燥后得到所述炔基修饰的共价有机框架；
3.
根据权利要求2所述的一种炔基修饰的共价有机框架的制备方法，其特征在于，式
II
所示结构的有机配体与三醛基间苯三酚的物质的量之比为1：
(0.8
‑
1.2)
；加入乙酸的浓度为5‑
7mol/L
，加入乙酸的量为混合溶剂体积的5％
‑
15
％；苯胺加入量为混合溶剂
体积的
0.5
‑
1.5
％
。4.
根据权利要求2所述的一种炔基修饰的共价有机框架的制备方法，其特征在于，混合溶剂中均三甲苯和
1,4
‑
二氧六环的体积比为1：
(0.5
‑
1.5)
；式
II
所示结构的有机配体与混合溶剂的加入量之比为
1mmol
：
(10
‑
40mL)。5.
根据权利要求2所述的一种炔基修饰的共价有机框架的制备方法，其特征在于，反应的条件为
100
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何军，林芷晴，林栩宏，戴颂瑶，钟乐恒，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：