[发明专利]具有亚胺结构的多孔共价有机框架材料的合成和应用

说明书

本发明提供了一种具有亚胺结构的共价有机框架材料的合成方法，是以硫代胺基脲、1,3,6,8‑四苯甲酰基芘为原料，以邻二氯苯和N,N‑二甲基乙酰胺为溶剂，并以醋酸作为催化剂，通过溶剂热法合成得到TSC‑Py COF。在TSC‑Py COF材料的DMF溶液中，分别加入Ag⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Na⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、La³⁺、Ni²⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Ce³⁺、Ba²⁺、K⁺、Cd²⁺、Pr³⁺、Fe²⁺、Hg²⁺金属离子溶液，只有汞离子的加入对于TSC‑Py COF溶液具有很好的荧光增强效应，因此，可以用于荧光检测金属离子汞。

技术领域

本发明涉及一种共价有机框架材料的合成，具体涉及一种具有亚胺结构的多孔共价有机框架材料的合成方法，可用于荧光检测汞离子，属于共价有机合成技术领域可金属离子检测领域。

背景技术

共价有机框架材料（covalent organic frameworks，COFs）是近十年来发展迅速的一类特定晶型的类石墨烯聚合物，COFs是以共价键进行连接，层层间采用Π-Π堆积连接。共价有机框架材料分别有2D和3D的孔结构，其具有较大的比表面积，低密度，高的结晶性，较高的化学稳定性，所以将其应用于催化，气体的存储与分离，超级电容器，超疏水界面的构建以及光电领域等。2005年，Yaghi等人首次在Science上发表了关于共价有机框架的论文，因此共价有机框架这个概念才被提出，用强有力的共价键将轻质元素（C、H、O）连接，就会得到密度低，比表面积大，结晶性能好的共价有机框架，该材料的合成方法也较为多样，有溶剂热法、机械研磨法、微波辅助法、直接加热法等，但其中最为普遍的方法还是溶剂热法。

大多数文献采用的是较为原始的溶剂热法。从反应类型分析，COFs的合成基本选择一些比较普遍的可逆反应，大量的已知框架的构建均为硼酸脱水缩合得到的，但是该反应得到的COF材料热稳定性差。经过进一步的探索，席夫碱反应合成的具有亚胺键的COF材料，化学性能稳定，热稳定性高，被广泛的应用于各个领域。当然，COF材料的合成不会仅仅局限于这两种可逆反应，后来也相继出现了三嗪框架（CTFs）、腙键连接等类型的COF材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有亚胺结构的多孔共价有机框架材料的合成方法；

本发明的另一目的是提供上述具有亚胺结构的多孔共价有机框架材料在荧光检测汞离子的具体应用。

一、具有亚胺结构的多孔共价有机框架材料的合成

以硫代胺基脲和1,3,6,8-四苯甲酰基芘为原料，以邻二氯苯（o-DCB）和N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）为混合溶剂，用溶剂热法合成了多孔共价有机框架材料，命名为TSC-PyCOF材料。其具体工艺为：将硫代氨基脲、1,3,6,8-四苯甲酰基芘超声分散在邻二氯苯和N,N-二甲基乙酰胺的混合溶剂中；再向其中缓慢滴加醋酸溶液；然后于100℃~120℃下反应70~72小时；反应结束后，抽滤，洗涤，得黄色粉末；最后将黄色粉末放置在真空干燥箱中，于80℃~120℃下真空干燥10~12小时，自然冷却到室温，研磨，得到TSC-Py COF材料。

混合溶剂中，邻二氯苯与N,N-二甲基乙酰胺的体积比为1:1~1:3。

原料硫代氨基脲与1,3,6,8-四苯甲酰基芘的摩尔比为1:1~1:6。

催化剂醋酸的用量为原料氨基硫脲与1,3,6,8-四苯甲酰基芘总摩尔量的50~70%。