[发明专利]三维共价有机框架化合物及其制备方法，以及其应用

权利要求书

1.一种三维共价有机框架化合物，其特征在于，由具有6个连接端基的三蝶烯类六价基团与具有4个连接端基的芘类四价基团通过连接基团在三维空间连接形成，所述连接基团选自-C＝N-、-C＝N-N＝C-、-C＝N-NH-、-C＝C(CN)-中的一种；所述三蝶烯类六价基团如式(1)所示，所述芘类四价基团如式(2)所示；在所述三维共价有机框架化合物的至少一部分中，每个三蝶烯类六价基团分别与相邻的六个芘类四价基团连接，每个芘类四价基团分别与相邻的四个三蝶烯类六价基团连接，构成正六角棱柱状三维拓扑网络结构，

2.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，在所述三维共价有机框架化合物的所述至少一部分中，所述三蝶烯类六价基团与所述芘类四价基团的数量比为(1.9-2.1):(2.9-3.1)。

3.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，在所述三维共价有机框架化合物的所述至少一部分中，所述三蝶烯类六价基团与所述芘类四价基团的数量比为2:3。

4.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，所述三维共价有机框架化合物包括二倍互穿的正六角棱柱状三维拓扑网络结构。

5.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，所述连接基团中含有动态共价键。

6.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，所述连接基团为-C＝N-。

7.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，所述三维共价有机框架化合物包括如式(4)所示的基团：

8.根据权利要求1所述的三维共价有机框架化合物，其特征在于，所述三维共价有机框架化合物的BET比表面积为500至5000m²/g，孔径为0.5纳米至5纳米。

9.一种三维共价有机框架化合物的制备方法，包括：

S1，将如式(5)所示的三蝶烯类化合物、如式(6)所示的芘类化合物及有机溶剂共同放入容器中，将所述容器抽真空并密封；

其中，R₁和R₂中一个为醛基(-CHO)，另一个为氨基(-NH₂)；或者R₁和R₂中一个为醛基(-CHO)，另一个为酰肼基(-CONHNH₂)；或者R₁和R₂均为醛基(-CHO)，且所述容器中还加入联胺(H₂N-NH₂)；或者R₁和R₂中一个为醛基(-CHO)，另一个为-CH₂CN基；

S2，将密封后的容器在50℃至200℃的温度下加热，使三蝶烯类化合物与芘类化合物反应，生成固态沉淀物；以及

S3，将所述沉淀物滤出，通过有机溶剂浸泡洗涤并干燥后得到所述三维共价有机框架化合物。

10.根据权利要求9所述的三维共价有机框架化合物的制备方法，其特征在于，R₁和R₂中一个为醛基(-CHO)，另一个为氨基(-NH₂)。

11.根据权利要求9所述的三维共价有机框架化合物的制备方法，其特征在于，R₁为醛基(-CHO)，R₂为氨基(-NH₂)，式(5)和式(6)分别为：

12.根据权利要求9所述的三维共价有机框架化合物的制备方法，其特征在于，步骤S1的有机溶剂为邻二氯苯、正丁醇和乙酸的混合物。