[发明专利]一种大孔径有机共价框架材料的制备方法

说明书

本发明提供一种大孔径有机共价框架材料的制备方法。采用溶剂热法制备具有纳米尺度的氯化亚铜催化剂，选用1，3，5‑三[4‑氨基(1，1‑联苯‑4‑基)]苯与联苯胺为单体分子，在氯化亚铜纳米晶体催化下发生氨基偶联反应制备有机聚合物。本发明所公开的方法在室温下即可进行，反应条件温和，具备制备简单、成本低、易于工业化批量生产的特点，制备的聚合物具有大的孔径、较高的化学稳定性和热稳定性，可应用在复合电极材料、有机染料、生物医药等许多领域。

技术领域

本发明属于有机共价框架材料制备领域，尤其涉及一种大孔径有机共价框架材料的制备方法。

背景技术

共价有机框架材料是一类具有周期性和结晶性的聚合物，由轻质元素通过共价键连接，拥有较低的密度、高的热稳定性以及固有的多孔性，具有本征柔性、低成本、质量轻等众多优点。共价有机框架材料在气体吸附、非均相催化、能量存储等研究领域有着重要的应用价值和广阔的市场前景，引起了科学界强烈的研究兴趣。

共价有机框架材料具有可设计、可裁剪的属性。但是，到目前为止共价有机框架材料的制备仅限于易于进行的化学反应，涉及反应种类非常有限，限制了新结构和新材料的开发。随着二维有机聚合物材料的发展，对于合成聚合物的种类与功能也提出了更多的要求，迫切需要开发新型的二维有机聚合物来满足各种实际需求。孔径的大小对于材料的气体吸附、质子传导、光电性质、反应产率、相关复合材料的均匀性与电化学性能都具有很大的影响，制备大孔径的共价有机框架材料具有重要的实际意义。

发明内容

提出了一种大孔径有机共价框架材料的制备方法。本发明采用如下技术方案：

一种大孔径有机共价框架材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氯化铜粉末置于高压反应釜中，加入乙醇，混合均匀，在一定温度下反应一段时间，冷却至室温，减压抽滤，真空干燥，得到具有纳米尺度的氯化亚铜催化剂；

(2)将1，3，5-三[4-氨基(1，1-联苯-4-基)]苯(TABPB)、联苯胺与氯化亚铜纳米晶体分散到乙腈等溶剂中，反应温度选为室温，反应过程中不停地搅拌，经氨水洗涤、烘干得到超大孔径有机共价框架材料。

步骤(1)中在一定温度下反应一段时间，温度优选为160℃，时间优选为24h。

步骤(1)中氯化亚铜催化剂尺寸为2～10nm。

步骤(2)中1，3，5-三[4-氨基(1，1-联苯-4-基)]苯、联苯胺与氯化亚铜纳米晶体的质量比优选为0.6∶0.2∶0.2。

步骤(2)中反应过程持续时间为6h～48h，优选的时间为10h。

步骤(2)中所用溶剂为乙腈、N，N-二甲基甲酰胺与二甲基亚砜等有机溶剂，优选的溶剂为乙腈。

本发明具有如下优势：

(1)本发明选用的氨基偶联反应所需要的温度为室温，反应条件温和，具备制备简单、成本低、易于工业化批量生产的特点。

(2)本发明制备的聚合物具有大的孔径、较高的化学稳定性和热稳定性，可应用在复合电极材料、有机染料、生物医药等许多领域。

附图说明

图1为本发明方法制备的大孔径有机共价框架材料的反应过程示意图和结构示意图。

图2为本发明方法制备的大孔径有机共价框架材料的透射电镜照片。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1