[发明专利]一种含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料的合成方法及制得的材料

说明书

本发明公开一种含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料的合成方法，涉及新型材料的合成技术领域，本发明包括以铝醇盐与二元酚为原料，使用惰性溶剂于160℃‑360℃条件下回流制备含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料，本发明还提供一种由上述制备方法制得的含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料。本发明的有益效果在于：本发明合成的一种含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料，在结构上为一类新型的，以金属‑氧共价键连接有机桥链和二级铝氧簇结构单元的二维多孔、结晶框架材料，具有更高的热稳定性和化学稳定性。

技术领域

本发明涉及新型材料的合成技术领域，具体涉及一种含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料的合成方法及制得的材料。

背景技术

多孔结晶类材料因其具有孔径可调、孔径单一、比表面积巨大等特点，在催化、吸附、分离、储氢、光电磁功能材料等领域具有重要的工业价值。目前，多孔结晶类材料主要分为(1)传统的无机类多孔结晶材料，如各类微孔、介孔的沸石和分子筛等；(2)金属有机框架材料，该材料由日本Makoto Fujita教授、美国Omar Yaghi教授、日本Susumu Kitagawa教授等分别在1994年-1997年报道，并实现了从二维到三维的金属有机框架材料合成，代表性结构为MOF-5、ZIF-8等；(3)共价有机框架材料，该材料由美国Omar Yaghi教授教授在2005年和2007年分别首次报道了二维和三维的共价有机框架材料的合成，代表性结构为COF-1、COF-103等。相比于传统的沸石和分子筛等无机多孔结晶聚合物，基于有机桥链调控的多样性和丰富性，近二十年金属有机框架材料和共价有机框架材料在合成方法、应用研究等方面获得了极大的发展，制备出了数万种的不同结构的金属有机框架材料和近千种不同结构的共价有机框架材料，应用领域基本覆盖了所有功能材料的范围。

在结构上，金属有机框架材料是有机桥链以配位键的形式与二级金属或金属氧簇结构单元进行连接，构建网络结构；常用的配体为羧酸根、磷酸根、磺酸根和各类含氮、含硫的芳烃或杂环芳烃等，由于配位键属于弱化学键，稳定性较差，因此大部分金属有机框架化合物的热稳定性和化学稳定性较低，晶体结构很容易发生各种变化，由此导致材料性能存在较大的差异性。共价有机框架材料则是以非金属原子，如硼、碳、氧、氮、硅等，以动态共价键构建网络结构，目前报道的动态共价键主要有环三嗪键、环氧硼键、硼酸酯键、亚胺键、腙键、酰亚胺键等，尽管动态共价键属于强化学键，但由于共价有机框架化合物中不含有金属离子，因此在结构调控性上远不如金属有机框架材料灵活和丰富，也不具备金属离子所给予材料的各类特性，所以在应用范围上相比金属有机框架材料物明显较窄。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料合成方法。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料的合成方法，包括以铝醇盐与二元酚为原料，使用惰性溶剂于160℃-360℃条件下回流制备含铝二维多孔、结晶的金属共价有机框架材料。

优选的，所述铝醇盐选自甲醇铝、乙醇铝、异丙醇铝、仲丁醇铝或叔丁醇铝中的一种。

优选的，所述二元酚选自:

中的一种。

优选的，所述惰性溶剂溶剂选自1,4-二氧六环、均三甲苯、联苯、二苯醚、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺的一种或多种。

优选的，所述回流步骤包括将物质的量比为1:0.5-1:3的铝醇盐与二元酚混合，以惰性溶剂为分散介质，反应6-72h。

优选的，回流后抽滤分离反应获得的产物，将抽滤后的产物用甲苯洗涤，用四氢呋喃为索氏提取的溶剂，索氏提取24h，将索氏提取后的产物于120℃下真空干燥24h。