【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及共价有机骨架合成领域，具体涉及一种三维单晶共价有机骨架的水相制备方法。
技术介绍
1、二维和三维的单晶共价有机骨架(cof)在电子，光电和能量储存等方面有着广阔的应用。但是目前传统的cof合成具有使用有毒的有机溶剂、合成需要的温度较高大于120℃、合成的时间较长3-7天等很多的缺点。
2、目前针对解决上述问题，科研人员提出了一种在水相中合成cof材料的方法，该方式改进了有毒有机溶剂的问题，但是目前对于水相合成cof材料的报道很少。因此扩展在水相中合成cof材料的研究具有很重要的现实意义和工业化应用前景。
3、zhipeng zhou等人报道了一种利用疏水氨基酸衍生物控制水相中cofs的生长形貌的方法，成功实现了在水溶液中合成了亚胺类的cofs单晶(文献出处：nat.chem.15,841–847(2023))，然而，其由无定形结构转化为结晶态的过程需要较长过程(大于7天)。除此之外，还使用十二烷基硫酸钠的表面活性剂合成三维cofs片状晶体，但该方法反应时间长达2周，仍然未解决反应动力学缓慢的问题(文献出处：j.am.chem.soc.2023,145,40,22079–22085)。现有技术中wei zhao等人利用超声合成法，实现了几种二维cofs的合成。该文献利用声化学方法实现了亚胺类共价有机骨架的快速合成，且其得到的cofs的结晶性和多孔性比溶剂热合成的质量更高。虽然该合成方法的时间小于1小时，然而该方法并未获得cofs的单晶样品(文献出处：nat synth 1,87–95(2022
4、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种快速合成三维单晶cof的水相合成方法。该方式基于水相合成避免了有机溶剂有毒的特性，通过对氨基单体、醛基单体、酸、无机盐、聚乙二醇等前驱体进行一系列的调控，扩大了该方法的应用前景。本专利技术在1h的时间即可实现三维单晶cof的合成，加速了化学反应动力学的过程。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种在水相中快速合成三维单晶的共价有机骨架的制备方法；该制备方法能在1h的时间内快速合成高质量的单晶材料，提升了化学反应动力学。
2、本专利技术第一方面提供了一种三维单晶共价有机骨架的水相制备方法，具体包括以下步骤：
3、在水中加入表面活性剂、无机盐、酸、醛基单体和氨基单体形成混合溶液，静置得到共价有机骨架；所述表面活性剂选自eo/po嵌段聚醚和/或聚乙二醇。
4、进一步地，所述表面活性剂的浓度为16.6-100mg/ml。
5、进一步地，所述eo/po嵌段聚醚选自f127、l65或p124中的一种或多种；更优选为f127和/或l65。
6、进一步地，所述聚乙二醇的分子量优选为400-8000da；更优选为6000da。
7、进一步地，所述无机盐选自高氯酸锂、高氯酸钠、碘化锂、碘化钠、氯化钙、醋酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化镁、碘化钾和硝酸钠中的一种或多种；更优选自高氯酸锂、高氯酸钠、碘化锂、碘化钠和氯化钙中的一种或多种。
8、进一步地，所述无机盐的浓度范围为13-150mg/ml。
9、进一步地，所述氨基单体为四(4-氨基苯基)甲烷(tam)。
10、进一步地，所述氨基单体的浓度为6.7-33mg/ml。
11、进一步地，所述醛基单体选自对苯二甲醛、2,5-二羟基-对苯二甲醛、2,5-二甲氧基-对苯二甲醛、2,3,5,6-4氟-对苯二甲醛和[1,1'-联苯]-4,4'-二甲醛中的一种或多种。
12、进一步地，所述酸为强酸和/或弱酸；
13、进一步地，所述弱酸选自醋酸、甲酸和草酸中的一种或多种；氨基单体：醛基单体：弱酸的摩尔比为1：2：(7.9-79)。
14、进一步地，所述强酸为对甲基苯磺酸；氨基单体：醛基单体：强酸的摩尔比为1：2：(0.46-4.6)。
15、进一步地，所述共价有机骨架的制备过程要保持一定的温度，温度范围为10-90℃；优选为20-90℃，更优选为50℃。
16、进一步地，所述静置步骤时间大于30min；更优选为1h-6h；最优选为4h。
17、本专利技术第二方面提供了由第一方面所述的制备方法制备得到的共价有机骨架。
18、本专利技术的有益效果：
19、1.本专利技术合成过程具有快速的反应时动力学；在反应时间达到1h时即能合成三维单晶共价有机骨架，并在4h达到最大的产率82％。本专利技术使用的表面活性剂具有聚醚基团，该聚醚集团可以与亚胺键形成氢键，亚胺键化合物在聚醚高分子表面上富集，进而引导亚胺分子在醚键周围自组装提升反应速率。
20、2.本专利技术操作简单、反应过程温度低，产率高，适用于不同亚胺类共价有机骨架的合成。
21、3.本专利技术使用的表面催化剂、酸类催化剂、可选择范围广且价格低廉适用于工业化生产和应用。
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1.一种三维单晶共价有机骨架的水相制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中表面活性剂的浓度为16.6-100mg/ml。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述EO/PO嵌段聚醚选自F127、L65、P124中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量范围为400-8000Da。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐选自高氯酸锂、高氯酸钠、碘化锂、碘化钠、氯化钙、醋酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化镁、碘化钾和硝酸钠中的一种或多种。
6.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐的浓度范围为13-150mg/ml。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸为弱酸，其中，氨基单体：醛基单体：弱酸的摩尔比为1：2：(7.9-79)。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸为强酸，其中，氨基单体：醛基单体：强酸的摩尔比为1：2：(0.46-4.6
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三维单晶共价有机骨架的制备过程保持一定的温度，温度范围为10-90℃。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的共价有机骨架。
...【技术特征摘要】
1.一种三维单晶共价有机骨架的水相制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中表面活性剂的浓度为16.6-100mg/ml。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述eo/po嵌段聚醚选自f127、l65、p124中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量范围为400-8000da。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐选自高氯酸锂、高氯酸钠、碘化锂、碘化钠、氯化钙、醋酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化锂、氯化镁、碘化钾和硝酸钠中的一种或多种...
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