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结晶性CTF材料及气固相界面催化制备方法技术

技术编号:45664216 阅读:20 留言:0更新日期:2025-06-27 19:03
本发明专利技术属于CTF材料领域,具体涉及一种结晶性CTF材料及气固相界面催化制备方法。制备方法包括下述步骤:1)将氰基单体与气相有机超强酸进行反应得到质子化的CTF材料;2)将步骤2)得到的质子化的CTF材料与碱进行反应去质子化得到CTF材料。本申请提供了一种由有机超强酸气固相界面催化制备高结晶性CTFs骨架材料的方法。将氰基单体与有机超强酸进行气固相接触,使气态的有机超强酸作为催化剂催化氰基单体聚合,可在较低的温度以及较短时间内获得结晶性产物,同时使用该方法可以快速制备二十克级的高结晶性样本,将其应用于光催化全解水制氢气与氧气领域,表现出优异的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于ctf材料领域,具体涉及一种结晶性ctf材料及气固相界面催化制备方法。


技术介绍

1、共价三嗪框架(covalent triazine frameworks,ctfs)材料是一类通过三嗪环连接构筑的、由传统共价有机框架材料发展而来的新型框架材料。共价三嗪框架材料其结构稳定,宏观形貌调控较为容易,使其在气体储存与分离、催化等领域具有广泛的应用前景。

2、现阶段高结晶性共价三嗪骨架材料常是由腈类单体在强路易斯酸催化下的三聚反应构筑制备的。如在600℃以及氯化锌催化下,对苯二腈能够发生三聚反应构筑共价三嗪骨架ctf。但是此类方法需要较高的温度(高于550℃)以及强路易斯酸(氯化锌或五氧化二磷)的参与,反应条件苛刻,所制备的ctf骨架结晶性差、比表面积小以及催化剂难以从骨架内去除、残留大,难以大规模制备。

3、后续发展了一系列温和制备ctf的方法。如利用对苯二甲醛或对苯二苄醇与对苯二甲脒盐酸盐在温和的碱性条件下(低于120℃、碳酸铯)脱水缩合、氧化闭环,能够制备出高结晶性的ctf骨架材料,然而对苯二甲脒盐酸盐(~28kusd/本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种气固相界面催化制备结晶性CTF材料的方法,其特征在于,包括下述步骤:1)将氰基单体与气相有机超强酸进行反应得到质子化的CTF材料;2)将步骤2)得到的质子化的CTF材料与碱进行反应去质子化得到CTF材料。

2.根据权利要求1所述的气固相界面催化制备结晶性CTF材料的方法,其特征在于,所述的氰基单体为对苯二腈、均苯三腈、联苯二腈、1,2,4,5-苯四腈、1,3,5-三(4`-氰基苯基)苯、5,15-二(4`-氰基苯基)卟啉、5,10,15,20-四(4`-氰基苯基)卟啉、四(4`-氰基苯基)甲烷、1,3,5,7-四(4`-氰基苯基)金刚烷、5,15-二(4`-氰基苯基)...

【技术特征摘要】

1.一种气固相界面催化制备结晶性ctf材料的方法,其特征在于,包括下述步骤:1)将氰基单体与气相有机超强酸进行反应得到质子化的ctf材料;2)将步骤2)得到的质子化的ctf材料与碱进行反应去质子化得到ctf材料。

2.根据权利要求1所述的气固相界面催化制备结晶性ctf材料的方法,其特征在于,所述的氰基单体为对苯二腈、均苯三腈、联苯二腈、1,2,4,5-苯四腈、1,3,5-三(4`-氰基苯基)苯、5,15-二(4`-氰基苯基)卟啉、5,10,15,20-四(4`-氰基苯基)卟啉、四(4`-氰基苯基)甲烷、1,3,5,7-四(4`-氰基苯基)金刚烷、5,15-二(4`-氰基苯基)-10-五氟苯基-咔咯、5,15-二(4`-氰基苯基)-10-苯基-咔咯、5,15-二(4`-氰基苯基)-10-三氟甲基-咔咯、5,15-二(4`-氰基苯基)-10-五氟苯基-氟硼二吡咯甲烷中的一种或者混合。

3.根据权利要求1所述的气固相界面催化制备结晶性ctf材料的方法,其特征在于,步骤1)中所述的有机超强酸为三氟甲磺酸、三氟甲磺酸、甲基磺酸、三氟乙酸、对甲基苯磺酸、双(三氟甲烷磺酰)亚胺、氟磺酸、氟锑酸中的一种或者混合。

4.根据权利要求1所述的气固相界面催化制备结晶性ctf材料的方法,其特征在于,步骤2)中所述的碱为易挥发性碱的水溶液;易挥发性碱的水溶液为24%氨水、80%水合肼、40%甲胺水溶液中的一种或者混合。

5.根据权利要求1-4任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宝陈铭晖徐赟浩孙兆雪冯亚青
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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