[发明专利]基于笼状分子砌块的二维COFs纳米片及其应用

权利要求书

1.一种可批量化制备的大尺寸单层二维COFs纳米片，其特征在于：具有立体的三维层状结构﹑极弱的层间作用力，层内由共价键连接具有高的机械强度，通过简单机械剥离，可实现规模化制备；

该COFs纳米片为单层并具有高的同质均匀性，尺寸可达数十微米；

所述单层二维COFs纳米片的制备包括以下步骤：

(1)笼状配体的制备：从多齿片段Ar1或Ar2及相应的二齿片段Ar3出发，通过分步或者一锅煮的合成方法，制备具有D₃h，D₄h或D_nh对称性的笼状母核，并通过相应的衍生化，获得具有不同基团的配体；

(2)COFs的制备：超分子笼状配体与有机连接片段按相应的比例加入厚壁耐压瓶，加入适量的反应溶剂、有机酸，循环脱气后，密封反应瓶，升温控温一定时间，滤去母液，经有机溶剂洗涤干燥得到COFs材料；

(3)二维COFs纳米片的制备：取一定量的COFs材料，加入适量的剥层溶剂，使用球磨机球磨后进行超声处理，即可制备高质量、大尺寸的二维COFs单层纳米片；

构建单元中各种片段桥连原子为C、N、O、S；Ar1为苯环、嘧啶环、三嗪环、萘环或其它芳环；Ar2为联苯或四苯乙烯；Ar3为苯环、嘧啶环、三嗪环、吡啶环、咪唑环、吡咯环。

2.根据权利要求1所述一种可批量化制备的大尺寸单层二维COFs纳米片，其特征在于，此类单层COFs纳米片应用于气体分子的分离及电催化领域。