[發明專利]一種三維共價有機骨架材料、開管毛細管電色譜柱及制備方法

有效

• 申請號: 202010460629.X
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111604039B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 葉能勝;宗蕊
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: B01J20/285
• 分類號: B01J20/285;B01D15/08;B01J20/30
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 姚東華

本發明涉及一種三維共價有機骨架材料、開管毛細管電色譜柱及制備方法，屬于共價有機骨架材料技術領域，解決了現有三維共價有機骨架材料研究較少，毛細管電色譜柱的分離效果差的問題。三維共價有機骨架材料采用的配體包括1,3,5?三醛基間苯三酚和四(4?氨基苯基)甲烷。開管毛細管電色譜柱的固定相包括三維共價有機骨架材料。本發明的開管毛細管電色譜柱的分離效果和重現性好。

技術領域

本發明屬于共價有機骨架材料技術領域，特別涉及一種三維共價有機骨架材料、開管毛細管電色譜柱及制備方法。

背景技術

共價有機骨架材料(covalent?organic?frameworks,COFs)是一類由共價鍵連接的結晶多孔聚合物，由于其具有比表面積大、孔徑可調、易于修飾和穩定性良好等特點，自2005年Yaghi課題組首次提出后，便引起了廣泛關注。隨著研究的深入，COFs材料在氣體的存儲和分離、重金屬離子的吸附、多相催化和光材料等多種領域得到初步應用。尤其是對其作為色譜技術的固定相更是研究的一個熱點。

開管毛細管電色譜(open-tubular?capillary?electrochromatography,OT-CEC)是毛細管電泳技術的一種分離模式。簡單來說，OT-CEC方法是將固定相固定在毛細管柱內壁上，易于制備并且具有良好的穩定性，但同時也存在樣品容量低以及相位比低等缺點。在多種OT-CEC的固定相(碳納米管、氧化石墨烯、金屬有機骨架材料等)中，具有較大比表面積和孔體積的COFs材料可以更好地改善上述的問題。

基于共價連接的維度不同，COFs材料可以分為二維(two-dimensional,2D)層狀結構(2D?COFs)和三維(three-dimensional,3D)網絡結構(3D?COFs)。3D?COFs相比于2D?COFs具有更大的比表面積、更低的密度以及更強的相互作用，依靠尺寸選擇性以及與目標化合物可能存在的疏水作用、靜電相互作用以及氫鍵等多重作用，非常有潛力用作毛細管電色譜技術的固定相。

目前與對2D?COFs的合成、修飾和應用領域更加豐富、更加系統性的研究報道相比，對3D?COFs的研究則相對較少。

合成COFs的方法主要包括：溶劑熱法、表面生長法和機械法等。其中溶劑熱法是最常用的制備方法，可制備具有較高結晶性和較大比表面積的COFs。但該方法需要在較高溫度下封閉條件內進行，反應時間較長(通常需要在密封容器內高溫80-120℃加熱2-9天)，反應條件苛刻，溶劑使用量大，不易規模化生產。

發明內容

鑒于以上分析，本發明旨在提供一種三維共價有機骨架材料、開管毛細管電色譜柱及制備方法。至少能夠解決以下技術問題之一：(1)現有的三維共價有機骨架材料研究較少；(2)現有的三維共價有機骨架材料的制備方法條件苛刻，效率低；(3)現有的毛細管電色譜柱的分離效果差。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一方面，本發明提供了一種三維共價有機骨架材料，三維共價有機骨架材料采用的配體包括1,3,5-三醛基間苯三酚和四(4-氨基苯基)甲烷。

進一步的，1,3,5-三醛基間苯三酚和四(4-氨基苯基)甲烷的摩爾比為3:2-7:2。

本發明還提供了一種三維共價有機骨架材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、將1,3,5-三醛基間苯三酚溶于乙醇/四氫呋喃的混合溶液中得到第一混合液；將四(4-氨基苯基)甲烷溶于乙醇/四氫呋喃的混合溶液中得到第二混合液；

步驟2、在第一混合液中加入三氟乙酸后，進行超聲分散，得到第一混合物；

步驟3、將第二混合液逐滴加入到第一混合物中，隨后超聲，得到第二混合物；

步驟4、將第二混合物用乙醇清洗3-5次后烘干，得到三維共價有機骨架材料。