[发明专利]由氰胺衍生的介孔三维碳氮化物的合成及其在诺文葛尔反应中的用途

权利要求书

1.一种介孔石墨碳氮化物材料(MGCN)，其包括三维排列的s-庚嗪单元片，并且具有0.40cm³g^-1至0.80cm³g^-1的孔体积以及195m²gm^-1至300m²gm^-1的表面积。

2.根据权利要求1所述的介孔材料，其中所述材料的d间距为89至92。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的介孔材料，其中所述材料具有0.70cm³g^-1至0.80cm³g^-1的孔体积、275m²g^-1至300m²g^-1的表面积、以及0.7至0.8的原子碳氮比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的介孔材料，其中MGCN材料衍生自氰胺。

5.根据权利要求4所述的介孔材料，其中用硬模板、优选KIT-6使所述氰胺模板化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的介孔材料，其中MGCN材料是羟醛缩合催化剂或改性的羟醛缩合催化剂。

7.一种缩合反应方法，其包括：

(a)使权利要求1至6中任一项所述的介孔石墨碳氮化物材料与含羰基的化合物和含活性亚甲基的化合物接触，形成反应物混合物；和

(b)使所述反应物混合物经历适于使羰基和亚甲基缩合以形成碳-碳键的条件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法在10℃至30℃的温度下进行。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其得到至少92％的收率。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其得到至少98％的选择性。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中缩合方法是诺文葛尔反应。

12.一种制备根据权利要求1至6中任一项所述的介孔石墨碳氮化物材料的方法，所述方法包括：

(a)将经煅烧的硬模板与氰胺水溶液混合，形成硬模板反应物混合物；

(b)使硬模板反应物混合物经历适于形成模板化的碳氮化物复合材料的条件；

(c)将所述模板化的碳氮化物复合材料加热处理至450℃至550℃的温度，以形成介孔石墨碳氮化物材料/模板复合物；和

(d)从所述介孔石墨碳氮化物材料/模板复合物中除去模板，产生包含三维排列的s-庚嗪单元片的石墨碳氮化物材料。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述模板是KIT-6。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的方法，其中所述氰胺水溶液是40重量％至60重量％的氰胺水溶液。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述氰胺水溶液是50重量％的氰胺水溶液。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中加热步骤(c)的温度为约500℃。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中加热步骤(c)在氮气流下进行。

18.根据权利要求17所述的方法，其中氮气流量为50mL/分钟。