[发明专利]基于二聚叔醇的超分子有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于二聚叔醇的超分子有机框架材料及其制备方法和应用，属于多孔有机框架材料领域。本发明是基于位阻分子二聚叔醇，利用简单的界面扩散法，得到超分子有机框架材料。位阻分子堆积单元为超分子有机框架材料领域提供了新的突破。微孔材料具有较高的结晶稳定性，在高温活化去除孔内溶剂后，框架结晶性仍旧得到保持，并在气体吸脱附实验中，展现出氮气优于二氧化碳的吸附性能。展现了该超分子有机框架材料在未来气体吸附分离，离子识别和金属离子负载中的应用潜力。

技术领域

本发明属于多孔有机框架技术领域，特别涉及一种基于二聚叔醇的超分子有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

多孔材料按分子间相互作用的类型(金属配位键、共价键、氢键等)，可以分为金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)，以及超分子有机框架(SOFs)等。SOFs是通过分子间超分子相互作用完全构筑的骨架，是区别于MOFs和COFs最显著的特征。由于超分子作用力的强度通常较弱，所以SOFs通常表现出相对较低的稳定性。此外，许多超分子网络依赖于溶剂客体。当去除溶剂时，超分子网络将会坍塌。因此，尽管在过去的二十年中已经报道了大量的多孔超分子网络，但具有永久孔隙率的网络是有限的。

超分子有机框架材料的构建多依赖于平面分子，平面分子会更有利于在二维方向上形成蜂窝状网络，避免致密堆积等对孔状结构形成的不利因素。而位阻分子的骨架将打破这一桎梏，位阻分子形成的孔结构仍有较好的稳定性和吸附性能。因此，设计更多的新型分子骨架并总结堆积规律，操纵有机分子的自组装行为以实现特定的分子聚集来得到孔结构是非常重要的。

因此，本发明设计了位阻分子二聚叔醇，提供相应的该材料的制备方法，探究分子结构，分子堆积方式对孔结构的影响。

发明内容

本发明提供一种基于二聚叔醇的超分子有机框架材料SOF-DPFOH-1及其制备方法和应用，该制备方法采用经典的操作简易，成本低廉的界面扩散法，实现了稳定结晶的孔结构的制备。通过热重(TGA)，粉末X射线衍射(PXRD)和气体吸脱附等表征手段，观察到晶体样品稳定性和气体吸脱附性质。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于二聚叔醇的超分子有机框架材料，超分子有机框架材料的构型为两个苯环分别位于芴基平面的两侧，两个苯环具有较大的位阻，区别于其他平面分子，其结构式如下：

进一步的，超分子有机框架材料的骨架为位阻型分子，不同于常见的平面型分子，这在该领域是十分少见的。

进一步的，超分子有机框架材料虽然为微孔材料，但是其气体吸附性质不同于其他微孔材料的二氧化碳吸附性能更佳，超分子有机框架材料的氮气吸附性能优于二氧化碳，这也是由它的骨架所影响的。

进一步的，超分子有机框架材料的单晶形貌为淡黄色针状。

一种基于二聚叔醇的超分子有机框架材料的制备方法，将目标化合物DPFOH-1完全溶于三氯甲烷中，得到样品溶液；然后将乙醇滴入样品溶液中，使两者之间形成界面，将其避光静置于30℃烘箱内，3-5天后针状单晶样品析出。

进一步的，所述目标化合物DPFOH-1、三氯甲烷和乙醇的用量比为2mg:1ml:5ml。

进一步的，目标化合物DPFOH-1完全溶于三氯甲烷时，采用超声促进溶解。

进一步的，所述乙醇沿瓶壁滴入样品溶液中。

上述方法制备的超分子有机框架材料应用于应用于气体吸附。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了基于二聚叔醇的超分子有机框架材料。