[发明专利]共价有机框架负载钴催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.共价有机框架材料负载钴催化剂，其特征在于：

以负载金属钴的氨基卟啉单体Co(II)@TAPP和醛基芘单体TFPPy为原料，利用氨基和醛基之间的席夫碱反应，在真空条件下通过溶剂热反应合成Co(II)@TF-TA COF催化剂；产物中Co元素的负载量为2-4 wt%；其中，Co(II)@TAPP和TFPPy的投料摩尔比为0.5-1：0.5-1，溶剂为混合溶剂，混合溶剂为1,4-二氧六环、均三甲苯、N,N’-二甲基乙酰胺、3 mmol/L醋酸溶液，溶剂1,4-二氧六环、均三甲苯、N,N’-二甲基乙酰胺、3 mmol/L醋酸溶液的体积比例为0.5-0.7 mL / 0.5-0.7 mL / 0.5-0.7 mL / 0-0.1 mL；合成负载金属钴的共价有机框架材料的化学反应式如下：

。

2.一种权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于：

以负载金属钴的氨基卟啉单体Co(II)@TAPP和醛基芘单体TFPPy为原料，利用氨基和醛基之间的席夫碱反应，在真空条件下通过溶剂热反应合成Co(II)@TF-TA COF催化剂；产物中Co元素的负载量为2-4 wt%。

3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

反应温度120-140^oC，反应时间3-7天。

4.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于：真空为20-200 Pa。

5.一种权利要求1所述催化剂的应用，其特征在于:以所述Co(II)@TF-TA COF为异相催化剂，催化二氧化碳和环氧化合物的反应生成环碳酸酯化合物。

6.按照权利要求5所述的应用，其特征在于：

在二氧化碳存在下，将环氧化合物、助催化剂、Co(II)@TF-TA COF混合搅拌反应，产物与催化剂通过过滤或抽滤的方式分离，液相即为催化目标产物环碳酸酯化合物；

所述的环氧化合物为下述中的一种或二种以上，所述的环氧化合物共同特征为：分子式为，其中的R为取代基团，R=甲基、氯甲基、丁基、丁氧基或己基；

所述的助催化剂为四丁基碘化铵、四丁基溴化铵和/或四丁基氯化铵；

环氧化合物、助催化剂、 Co(II)@TF-TA COF的用量质量比为500-1000：0.5-2：1；

反应温度范围为25-100 ^oC或压力范围为0.1-3.0 MPa；反应时间12-72h。

7.按照权利要求6所述的应用，其特征在于：将7.5 mmol环氧化合物 、0.015 mmol助催化剂四丁基碘化铵、含有0.015 mmol的钴元素的Co(II)@TF-TA COF 32.6 mg, 混合搅拌反应48h，对不同底物的催化产率达到90-99%。

8.按照权利要求5、6或7所述催化剂的应用，其特征在于: 二氧化碳的压力为0.1-3.0MPa，其中不含有或还可存在的气体为空气、氧气、氮气中的一种或二种以上。

9.按照权利要求5、6或7所述催化剂的应用，其特征在于:对二氧化碳和不同环氧化合物都表现出了>90%高产率；催化剂循环使用4次以上催化性能没有出现明显下降，所有的反应和操作过程简单方便，原料的价格相对较低，产物环碳酸酯具有较高的附加值。