[發明專利]一種納米結構共價有機骨架化合物的制備方法

無效

• 申請號: 201310714231.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103709184A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 陳廣凱;彭呈
• 申請（專利權）人: 北京化工大學常州先進材料研究院
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于功能材料制備和應用領域，特別涉及具有納米結構的共價有機骨架化合物的制備。

背景技術

自從第一個具有納米結構的共價有機骨架化合物材料由1,4-苯二硼酸自縮合報道以來（Omar?M.Yaghi,etc.science,2005,310:1166-1170）。這類材料具有以下特征和優點，由過渡金屬和有機基團自組裝，在空間上形成一維、二維或三維的無限結構的多孔結構，有較輕的骨架密度和較大的比表面積，具有很高的有序性，孔徑和孔徑分布更均一、很容易地人為控制。因此共價有機骨架聚合物在在能源存儲，氣體吸附，光電轉化等方面具有更多的關注和研究。溶劑熱聚合法是最普通常用的方法得到了廣泛的應用，快速微波方法，所得到的聚合物骨架仍然保持了很好的結晶度（A.I.Cooper,etc.Chemical.maerials,2009,21:204-206）。隨著人們對能源和環境的要求不斷增加,微孔和納米孔共價有機骨架化合物以其獨特的比表面積大、孔分布均勻，較好的熱和水的穩定性的優勢在非均相催化、氣體吸附、有毒氣體分離和氣體存儲等信息、能源和何材料領域展現很高的利用價值.因此,人們對這類新型孔材料的研究和認識也逐步加深。通過有機小分子的構建塊來有效地組裝得到微孔有機聚合物,依然是一個很有挑戰性的工作。利用有機分子的多樣性和有機反應的復雜性,能夠擴展該領域的研究內容,設計更多類型的納米結構的共價有機骨架化合物，制備出具有更高比表面積和更有多拓撲結構的微孔有機骨架化合物,以滿足在能源、信息和環境領域的需求。

發明內容

本發明提供一種工藝簡單、有較輕的骨架密度、較大的比表面積、溶劑可回收利用的、具有很高的有序性、孔徑和孔徑分布更均一的共價有機骨架聚合物的制備方法。

本發明步驟主要有以下：

1、在氮氣條件下，將一定量的化合物加入到三口瓶中，然后慢慢滴加混合溶劑；攪拌3小時后，在氮氣條件下加熱到110-130°C，反應56-96小時；

2，反應結束后，自然冷卻到室溫后，離心后得到的粗產物用混合溶劑反復洗滌三次，為了除去沒有反應完全的化合物或其他物質殘留；

3，將得到的產物的進一步的用無水有機溶劑浸泡并在室溫下攪拌24小時，過濾產物，最終產物在真空條件下加熱60°C干燥24小時，得到最終產物。

本發明具有以下優點：

1.本發明所制備的共價有機骨架化合物具有較大的比表面積、具有很高的有序性、孔徑和孔徑分布更均一的特性，還具有較好的熱和水的穩定性。

2.本發明中采用的有機溶劑可循環使用，使用無水丙酮、甲醇、乙醇或氯仿等溶液浸泡產物后，性能更加。

3.本發明其操作簡單，可連續化生產，產率較高。

具體實施方式

實施例1：

在氮氣條件下，將0.2克1,4-苯二硼酸和0.3克2,5-二硼酸噻吩加入到三口瓶中，滴加體積比為1:1的1,4二氧六環和甲苯混合溶劑100毫升，攪拌3小時后，使其溶解；在氮氣條件下加熱到130°C，反應72小時；反應結束后，冷卻到室溫后，對上述反應液離心后的固體產物用1,4二氧六環和甲苯洗滌三次；將得到的產物的用無水丙酮浸泡，并在室溫下攪拌24小時，過濾產物，最終產物在真空條件下加熱60°C干燥24小時，得到最終黑色產物。

實施例2：

在氮氣條件下，將0.4克4,4-二苯并噻吩二硼酸和0.3克1,4-苯二硼酸加入到三口瓶中，滴加體積比為1:1的1,4二氧六環和三甲苯混合溶劑100毫升，攪拌3小時后，使其溶解；在氮氣條件下加熱到110°C，反應56小時；反應結束后，冷卻到室溫后，對上述反應液離心后的固體產物用1,4二氧六環和三甲苯洗滌三次；將得到的產物的用無水三氯甲烷浸泡，并在室溫下攪拌24小時，過濾產物，最終產物在真空條件下加熱60°C干燥24小時得到最終灰色產物。

實施例3：

在氮氣條件下，將0.35克4,4-二苯并噻吩二硼酸和0.2克2,5-二硼酸噻吩加入到三口瓶中，滴加體積比為1:1的三甲苯和N,N二甲基甲酰胺混合溶劑100毫升，攪拌3小時后，使其溶解；在氮氣條件下加熱到130°C，反應96小時；反應結束后，冷卻到室溫后，對上述反應液離心后的固體產物用三甲苯和N,N二甲基甲酰胺洗滌三次；將得到的產物的用無水甲醇浸泡，并在室溫下攪拌24小時，過濾產物，最終產物在真空條件下加熱60°C干燥24小時得到最終黑色產物。

實施例4：