System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成及其应用制造技术_技高网

具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成及其应用制造技术

技术编号:40604263 阅读:2 留言:0更新日期:2024-03-12 22:09
本发明专利技术公开了一种具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成及其应用,其中聚金属酞菁共价有机框架材料是以1,2,4,5‑四氰基苯为配体,与过渡金属混合后在真空氛围下通过固相反应合成得到。本发明专利技术通过简单的合成方法,得到一系列性能优异的聚金属酞菁共价有机框架,不同聚金属酞菁具有不同的电子性质。其中聚铁酞菁具有最高的电导率(1.49x 10<supgt;‑1</supgt;S/m)。在电催化二氧化碳还原中,聚钴酞菁在‑0.8V(vs RHE)具有高电流密度(‑22.8mA·cm<supgt;‑2</supgt;),聚镍酞菁在‑0.8V(vs RHE)具有高法拉第效率(99%)。本发明专利技术中合成方法普适性强,具有广泛良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导电共价有机框架材料领域,具体涉及一种具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成及其在电催化二氧化碳还原中的应用。


技术介绍

1、共价有机框架是一类由小分子单体通过共价键连接形成的具有周期性框架的多孔材料。具有高比表面积、良好的化学稳定性、规则有序的孔道结构以及灵活可调的结构特点。广泛应用于气体吸附分离、药物递送、催化等各个领域。

2、传统的共价有机框架材料存在稳定性较低,导电性差,在电催化应用中受限。因此,发展高稳定性导电性的共价有机框架具有重要的意义。本专利技术设计了一种全共轭连接的聚酞菁共价有机框架,高度的刚性和共轭性保证了其具有高稳定性和电导率。能够在电催化领域具有良好的应用潜力,并且不局限于电催化应用。


技术实现思路

1、本专利技术公开了一种具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成及其在电催化二氧化碳还原中的应用。本专利技术合成的聚酞菁共价有机框架具有高结晶性、稳定性、导电性和催化性能。

2、第一方面,本专利技术提供了聚金属酞菁共价有机框架材料的合成方法,是以1,2,4,5-四氰基苯为配体,与过渡金属混合后在真空氛围下通过固相反应合成得到。

3、所述过渡金属选自过渡金属粉末或过渡金属盐中的一种或多种。

4、进一步的,所述过渡金属粉末为铁粉或钴粉,所述过渡金属盐为无水氯化镍或无水氯化铜。

5、进一步的,1,2,4,5-四氰基苯与过渡金属的摩尔比为1:1至1:2。

6、过渡金属的种类并不局限于铁、钴、镍、铜。采用这类方法理论可以制备不同金属的聚酞菁。并且底物的摩尔比不局限于1:2或1:1,不同过渡金属与四氰基苯的比例可以得到不同金属载量的双核、多核聚金属酞菁。

7、进一步的,合成环境为真空氛围,反应温度为350~400℃,反应时间为2-10小时。

8、所述聚金属酞菁共价有机框架材料的结构以如下结构示意:

9、

10、具体地:将1,2,4,5-四氰基苯与过渡金属充分研磨混合,在真空下固相合成;粗产物经氯化铁溶液、水、乙醇多次洗涤后真空干燥,即可得到得到聚金属酞菁共价有机框架材料,为紫黑色粉末。

11、第二方面,本专利技术提供了聚金属酞菁共价有机框架材料的应用,是以所述聚金属酞菁共价有机框架材料作为催化剂,进行二氧化碳的电催化还原。

12、本专利技术合成方法具有一定的普适性,能够合成高结晶性、稳定性、电导率和催化性能的的聚酞菁共价有机框架材料。该方法可以拓展到合成双金属乃至多金属聚酞菁共价有机框架材料,并且金属种类不局限铁、钴、镍、铜,乃至元素周期表中理论能与酞菁配位的所有金属。能够应用于不仅仅局限于电催化二氧化碳还原应用,是阐明结构与性能关系的理想平台。

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【技术保护点】

1.具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:

6.根据权利要求1-5中任一项制备方法制备得到的聚金属酞菁共价有机框架材料。

7.权利要求6所述的聚金属酞菁共价有机框架材料的应用,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.具有高电导率、稳定性的聚金属酞菁共价有机框架材料的合成方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:

3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:

4.根据权利要求1所述的合成方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟征江海龙张毅
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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