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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于共价有机框架制备,具体涉及一种超稳定疏水共价有机框架材料及其制备方法。
技术介绍
1、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。
2、共价有机框架(cofs)是一类由共价键驱动自组装而成的,对称有机亚基的结晶多孔有机聚合物。自2005年由yaghi等人发现以来,cofs因其可设计的框架、良好的结晶度、永久孔隙率、可调的孔结构和令人满意的化学稳定性而备受关注,并在吸附分离、催化、传感、储能、光电子和生物医学中找到了不同的应用。近20年来,大多数有关cof的研究都依赖于网状化学来合成一维(1d)、二维(2d)、三维(3d)的结构,并通过在预先设计的拓扑结构下结合具有特定空间定向反应位点的两种有机单体,编织具有所需结构的cofs。
3、现有结构定向合成对双组分反应的依赖使高度结晶官能化的cofs合成复杂化,由于一些官能化的单体在苛刻的合成条件下具有不稳定性,难以在合成过程中引入特定功能化官能团对cofs的性能结构进行优化。合成后修饰(psm)是cofs功能化的一种替代方法,依赖于已经合成的cofs的骨架修饰。然而,该技术的广泛应用有时因非均相反应产率低而受阻,使得孔壁的高密度修饰变得复杂,而且可能仅在表面修饰,以及结晶度的损失。通过引入官能团对cofs进行功能化仍存在缺陷,阻碍了cofs性能的提高及其应用。
技术实现思路
1、为了解决现有技
2、为了实现上述目的,本专利技术是通过如下的技术方案来实现:
3、第一方面,本专利技术提供了一种超稳定疏水共价有机框架材料,具有如式(i)或式(ii)所示的结构;
4、
5、
6、第二方面,本专利技术提供了一种如第一方面所述的超稳定疏水共价有机框架材料的制备方法,包括以下步骤:
7、向1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、二醛单体和三氟甲磺酸铜的混合物中依次加入混合溶液、环己乙炔和乙酸溶液,在密封条件下超声混匀后进行加热反应,获得所述超稳定疏水共价有机框架材料;
8、所述二醛单体为4,4'-(苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二基)二苯甲醛或对苯二甲醛。
9、优选地,1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、二醛单体和环己乙炔的摩尔比为1:2-2.4:4-4.8。
10、优选地,所述混合溶液包括o-dcb和乙醇按体积比1:1混合的溶液或均三甲苯和1,4-二氧六环按体积比1:1混合的溶液。
11、优选地,所述乙酸溶液的浓度为2.9-3.1mol/l。
12、优选地,所述加热反应的温度为85-95℃,时间为70-80h。
13、优选地,加热反应结束后,还包括以下步骤:
14、将反应物冷却至室温后收集固体产物,依次进行洗涤、索氏提取洗涤、干燥,得到所述超稳定疏水共价有机框架材料。
15、进一步优选地,所述洗涤为分别使用n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃和丙酮洗涤。
16、进一步优选地,所述索氏提取洗涤使用四氢呋喃和丙酮按顺序洗涤。
17、进一步优选地,所述干燥的温度为95-105℃,时间为10-14h。
18、上述本专利技术的一种或多种技术方案取得的有益效果如下:
19、本专利技术的超稳定疏水共价有机框架材料中将可发生可逆反应断裂的亚胺键转化为不可逆稳定的喹啉环,使其具有优异的稳定性和疏水性。
20、本专利技术以1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、二醛单体和环己乙炔作为单体,用三氟甲磺酸铜和乙酸作为催化剂进行cofs的一锅法合成,单体全部参与cofs的构建,原子利用率高,反应产率较高,制备过程简单,易于规模化生产。
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1.一种超稳定疏水共价有机框架材料,其特征在于,具有如式(I)或式(II)所示的结构;
2.一种如权利要求1所述的超稳定疏水共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、二醛单体和环己乙炔的摩尔比为1:2-2.4:4-4.8。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述混合溶液包括O-DCB和乙醇按体积比1:1混合的溶液或均三甲苯和1,4-二氧六环按体积比1:1混合的溶液。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述乙酸溶液的浓度为2.9-3.1mol/L。
6.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述加热反应的温度为85-95℃,时间为70-80h。
7.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,加热反应结束后,还包括以下步骤:
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述洗涤为分别使用N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃和丙酮洗涤。
9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,
10.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为95-105℃,时间为10-14h。
...【技术特征摘要】
1.一种超稳定疏水共价有机框架材料,其特征在于,具有如式(i)或式(ii)所示的结构;
2.一种如权利要求1所述的超稳定疏水共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、二醛单体和环己乙炔的摩尔比为1:2-2.4:4-4.8。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述混合溶液包括o-dcb和乙醇按体积比1:1混合的溶液或均三甲苯和1,4-二氧六环按体积比1:1混合的溶液。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述乙...
【专利技术属性】
技术研发人员:程军妍,赵斐,李佑,谢可慧,陈子正,王广博,耿琰,董育斌,
申请(专利权)人:山东师范大学,
类型:发明
国别省市:
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