[发明专利]一种吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于共轭微孔聚合物技术领域，提供了一种吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物及其制备方法和应用。本发明提供的吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物具有如下式所示的结构单元。本发明提供的吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物拓宽了共轭微孔聚合物的类型。同时，由于本发明提供的啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物同时含有吡啶基团和苯并噻唑基团，可能具有光解水产氢性能。

技术领域

本发明涉及共轭微孔聚合物技术领域，尤其涉及一种吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着时代发展，人类生活、生产中化石燃料的使用对人类的生存环境造成了严重的污染，所以发掘新型能源来替代刻不容缓。氢能作为新型能源被广泛推崇，但是因缺乏经济和安全的储氢方法没有被普及。微孔聚合物作为一种潜在的新型储氢材料受到了众多科研工作者的关注。

共轭微孔聚合物(Conjugated microporous polymers，CMPs)作为一种微孔材料，与其他有机多孔材料相比较，具有下列独特性质：①结构的可调整性：它可以构建以π-共轭形式连接从而形成三维网络结构的单元。Cooper研究证实CMPs可经过变换单体的结构来进行比表面积和微孔大小的调节。②CMPs的比表面积大，一般接近1000m²/g，这一特点使它在气体吸附与分离、非均相催化及光催化方面具有潜在的应用市场。

目前，共轭微孔聚合物均以芘为基本构建单元，通过三元共聚合成了系列新型共轭微孔聚合物光催化剂。然而，共轭微孔聚合物的种类很少，限制了共轭微孔聚合物的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物及其制备方法和应用。本发明提供的吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物拓宽了共轭微孔聚合物的类型，可能具有光解水产氢性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物，具有式I所示的结构单元：

本发明还提供了上述技术方案所述的吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将4-溴苯乙酮、4-溴苯甲醛和乙酸铵进行聚合反应，得到2,4,6-三(4-溴苯基)吡啶；

将所述2,4,6-三(4-溴苯基)吡啶和联硼酸频那醇酯在碱性条件下进行Miyaura硼酸酯化反应，得到2,4,6-三(4-苯基硼酸频那醇酯)吡啶；

将所述2,4,6-三(4-苯基硼酸频那醇酯)吡啶和4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑在碱性条件下进行Suzuik反应，得到所述吡啶和噻唑双功能化共轭微孔聚合物。

优选地，所述4-溴苯乙酮、4-溴苯甲醛和乙酸铵的摩尔比为(1.8～2.2)：(0.8～1.2)：(36～38)。

优选地，所述聚合反应的温度为200～250℃，保温时间为30～60min。

优选地，所述2,4,6-三(4-溴苯基)吡啶和联硼酸频那醇酯的摩尔比为(0.8～1.2)：(4～6)。

优选地，所述Miyaura硼酸酯化反应还包括催化剂，所述催化剂为包括[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物和四(三苯基磷)钯的混合催化剂；所述混合催化剂中[1,1’-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物和四(三苯基磷)钯的摩尔比为(1.8～2.2)：(0.8～1.2)。

优选地，所述Miyaura硼酸酯化反应的温度为70～100℃，保温时间为36～72h。

优选地，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和2,4,6-三(4-苯基硼酸频那醇酯)吡啶的摩尔比为0.704：0.486。