[发明专利]一种氧化吡啶类COF材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种氧化吡啶类COF材料及其制备方法和应用。一种氧化吡啶类COF材料，所述氧化吡啶类COF材料具有如下结构，通过设计材料结构，使得氧化吡啶类COF材料具有手性原子，制备而成的催化剂利用率高，反应条件温和，并且能够在用量较少的情况下，实现高效和稳定催化，有效降低催化成本。此外本发明所述氧化吡啶类COF材料作为催化剂催化克脑文格尔缩合反应时，实现异相催化，并且催化剂用量少，回收容易，提高了催化剂的利用率，降低了成本。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种氧化吡啶类COF材料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

共价有机框架结构(Covalent Organic Framework，COF)由于其有序的晶体结构而引起了热烈的关注。它们由通过牢固的共价键连接在一起的纯有机结构单元构建。由于它们的大表面积，结构和化学稳定性，功能性孔壁和可调框架，COF被应用于许多领域。作为一种新兴的晶体纳米孔聚合物材料，是一种优良的催化剂候选基团，主要表现在析氢、CO₂还原和有机转化等方面。其固有的多

孔性和良好的化学稳定性使COF能够支持多相催化活性催化物种。

但是发明人研究发现，COF虽然具有一定的催化活性，但是其催化性能受配体种类和COF结构影响，而且单一COF材料的催化作用有限，尤其是面对克脑文格尔缩合反应时，需要加热，反应时间长，缺少高效、稳定的催化剂进行催化。

发明内容

为了解决现有技术存在的单一COF催化性能有限，而且催化剂的循环稳定差，催化剂用量大的问题，本发明提出一种氧化吡啶类COF材料及其制备方法和应用，该材料为催化剂，利用率高，反应条件温和，并且能够在用量较少的情况下，实现高效和稳定催化，有效降低催化成本。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种氧化吡啶类COF材料，所述氧化吡啶类COF材料具有如下结构：

本发明第二方面，提供一种氧化吡啶类COF材料的制备方法，以2,5-二酰肼苯-氧化吡啶为配体，与三醛基间苯三酚、溶剂进行反应得到氧化吡啶类COF材料。

本发明第三方面，提供一种氧化吡啶类COF材料在催化反应中的应用。

本发明第四方面，提供一种氧化吡啶类COF材料的回收方法，包括克脑文格尔缩合反应结束后，离心即可。

本发明第五方面，提供一种催化剂，包括氧化吡啶类COF材料。

本发明一个或多个实施例具有以下有益效果：

1)通过设计材料结构，使得氧化吡啶类COF材料制备而成的催化剂利用率高，反应条件温和，并且能够在用量较少的情况下，实现高效和稳定催化，有效降低催化成本。

2)催化剂种类不同，催化活性和效率不同，常规催化剂催化丙二腈和苯甲醛反应时，用量较高，例如，催化1.2mmol丙二腈和1mmol苯甲醛反应时，催化剂AlPO₄-Al₂O₃用量为6.7mmol时，产率仅为80％。本申请催化剂催化1.2mmol丙二腈和1mmol苯甲醛反应时，催化剂用量为0.0045mmol时，产率为99％。这是由于本发明所述氧化吡啶类COF材料作为催化剂催化克脑文格尔缩合反应时，实现异相催化，并且催化剂氧化吡啶的结构，其作为Lewis碱，催化反应，使得反应产率高且催化剂重复率高，因此用量少，回收容易，提高了催化剂的利用率，降低了成本。