一种三维共价有机框架制造技术

本发明专利技术涉及一种三维共价有机框架

【技术实现步骤摘要】
一种三维共价有机框架@金属卤化物钙钛矿复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有机无机复合材料的
，尤其是涉及一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]将二氧化碳光催化还原为增值化学燃料是解决能源危机和全球变暖的一种有效方法
。MAPbX3(X=Br、I)
量子点因其优异的光电特性（包括高摩尔消光系数
、
低激子结合能和缺陷容限）而成为
CO2还原的良好候选者
。
然而，原始的
MAPbX3(X=Br、I)
量子点通常具有较低的光催化性能，这主要是由于电荷复合占主导地位并且缺乏有效的
CO2吸附
/
活化催化位点
。
[0003]共价有机框架（
COFs
）是一种新型结晶多孔有机聚合物，其独特性能为光催化
CO2还原提供了理想平台：1）良好的化学和热力学稳定性确保其催化过程中的稳健性；2）结构易于改性和功能化有利于加载多类活性位点，便于合成基于
COFs
的功能材料；3）
COFs
高度多孔具有较大的表面积，可以确保
CO2吸附和快速传质；4）已知的
COFs
的化学成分和结构可以提供精确的结构模型，便于解析反应机理
。
然而，由有机材料构建的
COFs
材料总是缺少有效的活性位点，导致其作为光催化剂时难以实现优异的性能
。
因此，开发出一种高效稳定的光催化剂尤为关键
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的制备方法，使得钙钛矿量子点原位生长在
COF
的孔道中，用于解决钙钛矿量子点在环境中稳定性差
、
光催化活性不足等问题
。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料，其具有光催化活性好优点
。
[0006]本专利技术的第三个目的在于提供一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的应用，其可作为光催化剂使用
。
[0007]为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的制备方法，包括以下步骤，
[0009][0010]S1
在第一溶剂中，将
BTD、Por
‑
8NH2和
TPDA
进行反应，反应结束后经后处理，得到
3D COF
材料；
[0011]S2
在第二溶剂中，将所述
S1
得到的
3D COF
材料和卤化铅进行反应，反应结束后经后处理，得到
3D COF@PbX2材料；
[0012]S3
在第三溶剂中，将所述
S2
得到的
3D COF@PbX2材料和甲胺碘进行反应，反应结束后经后处理，得到
3D COF@MAPbX3复合材料
。
[0013]进一步地，在所述
S1
中，第一溶剂为邻二氯苯
、
正丁醇和
8~10M
醋酸
。
[0014]更进一步地，在所述
S1
中，控制
BTD、Por
‑
8NH2、TPDA、
邻二氯苯
、
正丁醇
、
醋酸的质量体积比为
5~20mg
：
10~30mg
：
5~15mg
：
200~1000
µ
L
：
200~1000
µ
L
：
0~200
µ
L。
[0015]最进一步地，在所述
S1
中，先将
BTD、Por
‑
8NH2和
TPDA
投入真空管中，并投入邻二氯苯和正丁醇，超声分散均匀，再投入醋酸，然后在
77K
液氮中冻融脱气
2~4
次后，密封并在
100~150℃
下反应
2~7
天，反应结束后，并用
DMF
和
/
或丙酮洗涤反应物，并将洗涤固体同丙酮索提
1~3
天，接着在
50~120℃
下真空干燥
4~10h
，得到
3D COF
材料
。
[0016]进一步地，在所述
S2
中，第二溶剂为
N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙醇，卤化铅为氯化铅
、
溴化铅和碘化铅中一种或几种的组合物
。
[0017]更进一步地，在所述
S2
中，控制
N,N
‑
二甲基甲酰胺和乙醇的体积比为1：
8~10
，并使
3D COF
材料浸没于第二溶液中，且卤化铅在第二溶液中的浓度为
0.8~1.2mM。
[0018]最进一步地，在所述
S2
中，将
S1
得到的
3D COF
材料浸入
PbX2和第二溶剂的溶液中，浸泡反应
0.5~1.5h
，以确保
PbX2充分进入
3D COF
材料的孔道中，反应结束后，将反应液离心，离心得到的固体用纯乙醇洗涤
2~4
次，得到
3D COF@PbX2材料
。
[0019]进一步地，在所述
S3
中，第三溶剂为乙醇，且甲碘氨在第三溶剂中的溶度为
0.8~1.2mM。
[0020]更进一步地，在所述
S3
中，将
S2
得到的
3D COF@PbX2材料浸入甲碘氨和第三溶剂的溶液中，浸泡反应
5~15min
，反应结束后用纯乙醇洗涤
2~4
次，并在
40~60℃
下真空干燥
4~10h
，得到
3D COF@MAPbX3复合材料
。
[0021]为实现上述第二个目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0022]一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料，采用上述制备方法制得
。
[0023]为实现上述第三个目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0024]一种三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1
在第一溶剂中，将
BTD、Por
‑
8NH2和
TPDA
进行反应，反应结束后经后处理，得到
3D COF
材料；
S2
在第二溶剂中，将所述
S1
得到的
3D COF
材料和卤化铅进行反应，反应结束后经后处理，得到
3D COF@PbX2材料；
S3
在第三溶剂中，将所述
S2
得到的
3D COF@PbX2材料和甲胺碘进行反应，反应结束后经后处理，得到
3D COF@MAPbX3复合材料
。2.
根据权利要求1所述的一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的制备方法，其特征在于：在所述
S1
中，第一溶剂为邻二氯苯
、
正丁醇和
8~10M
醋酸
。3.
根据权利要求2所述的一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的制备方法，其特征在于：在所述
S1
中，控制
BTD、Por
‑
8NH2、TPDA、
邻二氯苯
、
正丁醇
、
醋酸的质量体积比为
5~20mg
：
10~30mg
：
5~15mg
：
200~1000
µ
L
：
200~1000
µ
L
：
0~200
µ
L。4.
根据权利要求3所述的一种三维共价有机框架
@
金属卤化物钙钛矿复合材料的制备方法，其特征在于：在所述
S1
中，先将
BTD、Por
‑
8NH2和
TPDA
投入真空管中，并投入邻二氯苯和正丁醇，超声分散均匀，再投入醋酸，然后在
77K
液氮中冻融脱气
2~4
次后，密封并在
100~150℃
下反应
2~7
天，反应结束后，并用
DMF
和
/
或丙酮洗涤反应物，并将洗涤固体同丙酮索提
1~3
天，接着在
50~120℃
下真空干燥
4~10...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘军，徐高鹏，彭永武，余杰文，王浩，陈安，张泽楠，卞小龙，张涛，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：