[发明专利]一种多孔共轭有机光催化材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光催化材料领域，尤其涉及一种多孔共轭有机光催化材料及其制备方法。

背景技术

自2008年开始，钌、铱等金属联吡啶类络合物因具有优异的可见光催化性而能得到了有机合成化学家的重视，并且可见光催化方法以其低功耗、无污染和原子经济性等特点给有机合成化学带来了新的春天。近年来，许多研究者利用钌、铱等金属联吡啶类络合物在光催化领域做了大量的开创性工作，使得可见光催化得到了迅速地发展，尤其最近将过渡金属以及小分子催化剂引入到光催化体系中组成双催化体系，给那些在单催化体系中难以实现的反应提供了新的思路，大大扩展了光催化反应的类型。然而，钌、铱等金属联吡啶类络合物光催化剂也因具有结构修饰难度大、操作不方便(催化剂往往要存放于手套箱中使用)，以及价格昂贵等缺点，这使得价廉易得、低毒(无金属)的有机染料成为有机光催化剂的一种新选择。例如，研究者利用Eosin Y作为光催化剂，实现了芳烃和多氟芳基溴的偶联反应，发展了一种无金属催化合成多氟芳烃的方法。

虽然，有机染料具有价廉易得、低毒、可大规模合成等优点，但是现有技术中可供选择的有机染料光催化剂种类较少并且目前染料分子催化有机反应的活性也不高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多孔共轭有机光催化材料及其制备方法，旨在解决现有有机光催化剂种类少、催化效率较低以及不能重复使用的问题。

本发明的技术方案如下：

一种多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，包括步骤：

A、在强碱作用下，溶解在有机溶剂中的咔唑或二苯胺与多氟取代苯腈反应预定时间，得到多咔唑或多二苯胺类光催化剂单体；

B、所述多咔唑或多二苯胺类光催化剂单体在氧化剂作用下发生聚合反应，得到相应的咔唑类或二苯胺类多孔共轭有机光催化材料。

所述的多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，所述步骤A中反应过程如下所示：

其中，Cz为咔唑基团，DPA为二苯胺基团，FG为烷基、芳基、甲氧基、巯基、羧基或羟基中的任意一种；所述2≦m≦5，所述n为1或2，所述m+n+x≦6。

所述的多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，所述强碱为氢化钠、氢氧化钠、氢氧化钾、丁基乙醇胺或乙醇钠中的一种。

所述的多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，所述步骤A具体为：所述脱去氮上质子的咔唑或二苯胺加入多氟取代苯腈后，在-20-80℃的条件下反应10-15h，得到多咔唑或多二苯胺类光催化剂单体。

所述的多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，所述步骤A还包括：所述脱去氮上质子的咔唑或二苯胺与多氟取代苯腈反应预定时间后，依次经过水猝灭、浓缩、洗涤、干燥以及纯化处理后得到固体的多咔唑或多二苯胺类光催化剂单体。

所述的多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，所述步骤B中的氧化剂为FeCl₃、AlCl₃、氧化石墨烯、DDQ或氧气中的一种。

所述的多孔共轭有机光催化材料的制备方法，其中，所述步骤B中的聚合反应温度为0-80℃。

一种多孔共轭有机光催化材料，其中，采用上述任意一项制备方法制备而得。

所述的多孔共轭有机光催化材料，其中，所述多孔共轭有机光催化材料为咔唑类光催化剂聚合物，其化学结构式为：其中，FG为烷基、芳基、甲氧基、巯基、羧基或羟基中的任意一种；所述2≦m≦5，所述n为1或2，所述m+n+x≦6。

所述的多孔共轭有机光催化材料，其中，所述多孔共轭有机光催化材料为二苯胺类光催化剂聚合物，其化学结构式为：其中，FG为烷基、芳基、甲氧基、巯基、羧基或羟基中的任意一种；所述2≦m≦5，所述n为1或2，所述m+n+x≦6。