[發(fā)明專利]一種新型的二維晶體表面催化二維有機(jī)聚合物生長(zhǎng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711254871.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN107936261B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗中正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;C01G3/05
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種新型的二維晶體表面催化二維有機(jī)聚合物生長(zhǎng)的方法。采用固液界面快速制備方法在銅箔基底上直接制備起到模板與催化作用的二維氯化亞銅納米晶體材料，選用1，3，5?三溴苯和對(duì)苯二胺為單體分子，直接在作為催化劑的二維氯化亞銅納米晶體表面發(fā)生聚合反應(yīng)，生長(zhǎng)二維有機(jī)聚合物。本發(fā)明所公開的方法利用表面催化反應(yīng)由特定單體制備二維有機(jī)聚合物，拓寬了二維有機(jī)聚合反應(yīng)類型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二維有機(jī)聚合物材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種二維晶體表面催化二維有機(jī)聚合物生長(zhǎng)的方法。

背景技術(shù)

二維有機(jī)聚合物是指由有機(jī)物單體共價(jià)連接且在兩個(gè)正交方向上都具有周期性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于其特殊的結(jié)構(gòu)，二維有機(jī)聚合物在氣體吸附，物質(zhì)篩分和器件等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于溶液中單體分子的聚合，目前涉及到的單體主要包括有機(jī)硼酸、有機(jī)硼酸/鄰苯二酚、苯胺/苯甲醛和苯氰等，同時(shí)涉及的反應(yīng)為硼酸三聚縮合、硼酯縮合、醛胺縮合以及氰基三聚反應(yīng)等。2005年，和Yaghi等人首次報(bào)道利用硼酸三聚和硼酯縮合反應(yīng)構(gòu)建了兩種多孔二維有機(jī)聚合物，他們以對(duì)苯二硼酸為原料在120℃反應(yīng)可得到孔徑為1.5nm的二維有機(jī)聚合物聚集體，又通過對(duì)苯二硼酸和六羥基三亞苯反應(yīng)聚合得到了孔徑為2.7nm的二維有機(jī)聚合物聚集體，制備得到的樣品還具有非常高的比表面積，其測(cè)得的平均孔徑與設(shè)計(jì)的孔徑非常接近。2008年，Kuhn和Thomas等利用氰基三聚反應(yīng)，以對(duì)苯二氰、4，4’-聯(lián)苯二氰和三氰苯基苯等為原料得到了多種二維有機(jī)聚合物。2011年，蘭州大學(xué)的王為老師等利用1，3，5-三醛基苯和對(duì)苯二胺為原料，得到設(shè)計(jì)半徑為1.8nm的二維有機(jī)聚合物，又將醋酸鈀與得到的二維有機(jī)聚合物復(fù)合，得到了負(fù)載鈀的催化劑，對(duì)Suzuki-Miyaura催化偶聯(lián)反應(yīng)具有非常好的催化性能。

二維有機(jī)聚合物的制備還可以在固體表面完成。固體表面不但提供二維有機(jī)聚合物聚合的模板，而且促使單體在聚合過程中更容易形成層狀，即單層或多層二維有機(jī)聚合物，而不是像在溶液中制備得到的二維有機(jī)聚合物聚集體那樣具有不規(guī)整的形貌。2008年，Abel等在Ag(111)面上利用了和Yaghi首次報(bào)道相同的硼酸縮合以及硼酯縮合反應(yīng)得到了二維有機(jī)聚合物，結(jié)果表明該方法得到的二維有機(jī)聚合物有非常規(guī)整的表面結(jié)構(gòu)。2009年，Bieri和Fasel等以六碘代間環(huán)六亞苯為原料，銀作為偶聯(lián)劑，并得到了具有一些缺陷但微觀上結(jié)構(gòu)規(guī)整的二維有機(jī)聚合物，該工作利用了基底的反應(yīng)功能，但基底并不是作為催化劑，而是作為反應(yīng)物參與偶聯(lián)反應(yīng)。2011年，Dichtel等在單層石墨烯上利用硼酯縮合反應(yīng)得到了具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的二維有機(jī)聚合物薄膜。和Yaghi等的工作類似，他們使用了硼酸和六羥基三亞苯為原料，在有機(jī)溶劑中與含有石墨烯的基底一起超聲處理，可以得到具有規(guī)整的表面結(jié)構(gòu)。他們進(jìn)一步利用吡二硼酸和六羥基三亞苯在石墨烯表面組裝了六方孔徑為3.2nm的二維有機(jī)聚合物，以及利用酞菁衍生物和苯二硼酸構(gòu)建了正方形孔徑為2.3nm的二維有機(jī)聚合物。這種方法得到的薄膜厚度為20-400nm。2013年，中科院化學(xué)所萬(wàn)立俊老師等利用三氨苯基苯與對(duì)苯二甲醛，以及1，3，5-苯三甲醛與對(duì)苯二胺在高定向石墨表面進(jìn)行自組裝，得到了具有少量缺陷面積超過200nm×200nm的二維有機(jī)聚合物。