[发明专利]一种基于席夫碱反应[4+3]型二维有机共轭框架材料的构筑方法

说明书

本发明公开一种基于席夫碱反应[4+3]型二维有机共轭框架材料的构筑方法，为选取COFs框架构筑反应官能团个数为四和三[4+3]的分子为构筑基本单元，通过动态化学反应形成的一类含有预留反应基团的长程有序的晶型有机共轭多孔材料。该方法提供了“一步法”利用反应单体之间的位阻和[4+3]构筑方式的特点，使参与构筑COFs框架反应的官能团在COFs框架构筑过程中得以保留。所制备的新型结构、预留参与框架构筑反应未反应官能团的COFs材料具有高比表面积，易于功能化，易修饰和化学性质稳定等特点，在环境保护、气体吸附、生物和电池等方面有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于有机共轭框架材料(Covalent Organic Frameworks，COFs)的构筑方法技术领域，特别是一种构筑COFs时，反应官能团官能度为三的单体与官能度为四的单体在一定反应条件下制备COFs材料的方法。

背景技术

共价有机框架(Covalent organic framework，COF)材料是一种共价有机多孔晶体，其由于具有多孔结构及大的比表面积，在能量贮藏、催化、分离、光学器件和化学传感等方面具有潜在的应用前景，因此对COF材料的开发及应用的研究已经成为一个新兴的研究领域。与通过氢键或配位键形成的氢键缔合骨架、金属有机框架材料相比，直接通过共价键连接形成的COF材料，骨架结构更稳定，具有优异的耐热性和耐水解性。作为近几年才兴起的一种新型材料，共价有机多孔晶体在材料、能源、信息和环境等科学领域有着广泛的应用前景，成为了目前国际上研究的前沿及热点之一。与传统的多孔材料相比，COFs具有超大的长程有序的孔道或笼，不仅具有高比表面积、质轻等特性，而且在结构稳定性及定向合成的可控性方面具有明显的优势。当前对于COFs材料的新结构的设计和在新领域的功能化应用是两大热点研究方向。随着COFs材料发展的日渐成熟，新型结构COFs材料的设计与合成到达了瓶颈阶段，新结构的发明越发的困难；而COFs功能化多采用后修饰的方法，预留可反应的基团是修饰的基础，目前主要选用含有两种不同反应基团的反应物作为单体，在框架构筑完成后一种基团的得以保留，为后续修饰提供基础。但是，这种构筑方式极大的限制了单体的选择范围，限定了COFs材料多样性的发展。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于席夫碱反应[4+3]型二维有机共轭框架材料的构筑方法，采用“一步法”构筑出含有预留功能基团或者后修饰端口的COFs材料。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

基于席夫碱反应[4+3]型二维有机共轭框架材料的构筑方法，选取参与COFs框架构筑反应官能团个数为四和三的分子为构筑基本单元，通过动态化学反应形成的一类含有预留反应基团的长程有序的晶型有机共轭多孔材料；反应式如下：

式中，R为X为Y为

所述的基于席夫碱反应[4+3]型二维有机共轭框架材料的构筑方法，构筑基本单元为：

1)R为X为Y为

或2)R为X为Y为

或3)R为X为Y为

或4)R为X为Y为

或5)R为X为Y为

或6)R为X为Y为

或7)R为X为Y为

或8)R为X为Y为

所述的基于席夫碱反应[4+3]型二维有机共轭框架材料的构筑方法，包括以下步骤：

1)将参与COFs框架构筑的反应官能团的官能度为三的一种或者多种单体与官能度为四的一种或者多种单体混合，置于玻璃管中，加入反应溶剂，搅拌，加入醋酸水溶液；