[發(fā)明專利]一種多孔共價三嗪框架中空微球、其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811299584.1
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109627250B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金尚彬;王寧;譚必恩;程光
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;B01J31/02;B01J35/10;C01B3/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種多孔共價三嗪框架中空微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將單體A與單體B混合并分散在模板懸浮液中，在催化劑存在的條件下，單體A與單體B按照化學(xué)反應(yīng)計量摩爾比發(fā)生縮聚反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)后制備得到含有種子核殼結(jié)構(gòu)的懸浮液；該種子核殼結(jié)構(gòu)的殼層為單體A和單體B初步縮聚反應(yīng)得到的預(yù)聚物，內(nèi)核為模板；其中，所述反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時間為12-24h；

(2)將單體A與單體B混合，并分散在步驟(1)制備得到的含有種子核殼結(jié)構(gòu)的懸浮液中，在催化劑存在的條件下，單體A與單體B按照化學(xué)反應(yīng)計量摩爾比進(jìn)一步發(fā)生縮聚反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)得到具有核殼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)復(fù)合物，該目標(biāo)復(fù)合物的殼層結(jié)構(gòu)為多孔共價三嗪框架，內(nèi)核為模板；所述反應(yīng)溫度為100-200℃，反應(yīng)時間為12-24h；

(3)用刻蝕劑移除步驟(2)獲得的具有核殼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)復(fù)合物中的內(nèi)核，得到多孔共價三嗪框架中空微球；

所述單體A為一種或多種含有二元或多元醛基官能團(tuán)的芳環(huán)化合物，或為一種或多種含有二元或多元芐醇官能團(tuán)的芳環(huán)化合物；所述單體B為一種或多種含有二元或多元脒基或脒鹽的芳環(huán)化合物；

步驟(1)所述單體A和單體B的用量和為步驟(1)和步驟(2)采用的單體A和單體B總量的10％－20％；步驟(2)所述單體A和單體B的用量和為步驟(1)和步驟(2)采用的單體總量的80％－90％；

步驟(1)所述模板懸浮液為氨基或醛基改性的二氧化硅微球或氨基或醛基改性的聚苯乙烯微球溶于有機溶劑中得到的懸浮液；所述模板為氨基或醛基改性的二氧化硅微球或氨基或醛基改性的聚苯乙烯微球；所述模板懸浮液中模板的濃度為5-10g/L。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸鉀、碳酸鈉或有機堿。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機堿為甲醇鈉、三乙胺或1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕劑為氫氟酸、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氟化銨或四氫呋喃。

5.一種按照權(quán)利要求1至4任一項所述的制備方法制備得到的多孔共價三嗪框架中空微球，其特征在于，包括內(nèi)腔和殼層；所述殼層為具有芳香性且以三嗪環(huán)為連接單元而構(gòu)建的富氮型共價有機骨架材料，所述共價有機骨架材料為單體A和單體B通過縮聚反應(yīng)得到，所述殼層具有多孔結(jié)構(gòu)，該多孔結(jié)構(gòu)提供了連通外界與所述內(nèi)腔的孔通道。

6.如權(quán)利要求5所述的多孔共價三嗪框架中空微球，其特征在于，所述中空微球的平均粒徑為220nm±30nm；所述內(nèi)腔為球形結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)腔的平均直徑為所述微球粒徑的85％－95％；所述孔通道有微孔、介孔和大孔。

7.如權(quán)利要求5或6所述的多孔共價三嗪框架中空微球的應(yīng)用，其特征在于，用于可見光催化產(chǎn)氫。

8.一種可見光催化產(chǎn)氫的催化劑，其特征在于，包含如權(quán)利要求5或6所述的多孔共價三嗪框架中空微球。