[發明專利]低溫快速制備二維共價有機框架材料的方法及二維共價有機框架材料

在審

• 申請號: 202010768755.1
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111808282A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 孫兵;馮甜甜
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種二維共價有機框架材料，其特征在于，由芳香胺與芳香醛在0℃-室溫下反應得到；其中，

所述芳香胺為以下化合物中的一種或多種：

1,4-苯二胺、1,4-聯苯二胺、4,4',4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺、1,3,5-三(4-氨苯基)苯、三(4-氨基苯基)胺、四(4-氨基苯基)卟啉、四(4-氨基苯基)甲烷和四(4-氨基苯基)乙烯；

所述芳香醛為以下化合物中的一種或多種：

含有吡啶、吩嗪結構的芳香醛，3,3'-聯吡啶-6,6'-二甲醛、2,2'-聯吡啶-5,5'-二甲醛，5,5',5”-(苯基-1,3,5-三基)三吡啶醛，6,6',6”-(苯基-1,3,5-三基)三吡啶醛，2,5-二甲酰基吩嗪；

所述芳香胺與所述芳香醛的摩爾比為(0.1–10):1。

2.根據權利要求1所述的二維共價有機框架材料，其特征在于，所述二維共價有機框架材料包括如式Ⅰ所示結構：

3.根據權利要求1所述的二維共價有機框架材料，其特征在于，所述二維共價有機框架材料包括如式Ⅱ所示結構：

4.根據權利要求1所述的二維共價有機框架材料，其特征在于，所述二維共價有機框架材料包括如式Ⅲ所示結構：

5.如權利要求1-4任一項所述的二維共價有機框架材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)，將芳香胺、芳香醛、酸性催化劑依次加入到的反應溶劑中，得到混合反應液；其中，所述芳香胺與所述芳香醛的摩爾比為(0.1–10):1；所述芳香胺為1,4-苯二胺、1,4-聯苯二胺、4,4',4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺、1,3,5-三(4-氨苯基)苯、三(4-氨基苯基)胺、四(4-氨基苯基)卟啉、四(4-氨基苯基)甲烷和四(4-氨基苯基)乙烯中的一種或多種；所述芳香醛為含有吡啶、吩嗪結構的芳香醛，3,3'-聯吡啶-6,6'-二甲醛、2,2'-聯吡啶-5,5'-二甲醛，5,5',5”-(苯基-1,3,5-三基)三吡啶醛，6,6',6”-(苯基-1,3,5-三基)三吡啶醛，2,5-二甲酰基吩嗪中的一種或多種；所述反應溶劑為二氧六環和均三甲苯的混合液；

(2)，對所述混合反應液所在的反應容器進行密封；其中，所述密封為在常溫常壓下密封，或者，液氮冷凍后在真空下密封；

(3)，將密封后的混合反應溶液置于0℃-室溫環境下，反應1分鐘–60分鐘，以制備得到所述二維共價有機框架材料。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述反應溶劑中，二氧六環與均三甲苯的體積比為(1–9):1。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸性催化劑由乙酸和路易斯酸組成；其中，

在所述混合反應液中，濃度為6mol/L乙酸溶液與所述反應溶劑的體積比為(0.01–1.5):1；

在所述混合反應液中，路易斯酸催化劑與芳香胺的摩爾比為(0.1–10):1。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述混合反應液中，濃度為6mol/L乙酸溶液與所述反應溶劑的體積比為(0.2–0.8):1；

在所述混合反應液中，路易斯酸催化劑與芳香胺的摩爾比為(0.2–5):1；

在所述混合反應液中，芳香胺與芳香醛的摩爾比為(0.5–5):1。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在所述反應溶劑中，二氧六環與均三甲苯的體積比為4:1；

在所述混合反應液中，芳香胺與芳香醛的摩爾比為2:3；

所述芳香胺為4,4',4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺，所述芳香醛為3,3'-聯吡啶-6,6'-二甲醛；或者，所述芳香胺為1,3,5-三(4-氨苯基)苯，所述芳香醛為3,3'-聯吡啶-6,6'-二甲醛；或者，所述芳香胺為4,4',4”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺，所述芳香醛為2,5-二甲酰基吩嗪。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述路易斯酸為三氟甲磺酸銅、三氟甲磺酸亞銅、三氟甲磺酸亞鐵、三氟甲磺酸鋅、三氟甲磺酸鈣、四氟硼酸亞鐵、四氟硼酸鋅中的一種或多種。