[发明专利]一种多孔共价有机骨架材料及其合成方法和应用

说明书

本发明提供了一种多孔共价有机骨架材料及其制备方法和应用，属于功能材料技术领域。本发明提供的多孔共价有机骨架材料为具有式I所示结构的基于四(3‑甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料或具有式II所示结构的基于四(4‑甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料，其中四(3‑甲酰基苯基甲氧基)甲烷或四(4‑甲酰基苯基甲氧基)甲烷与1,2‑环己二胺通过亚胺键进行连接，可以使骨架材料具有良好的热稳定性和化学稳定性，同时保证骨架材料具有规则均一的结构。本发明提供的多孔共价有机骨架材料用于物质的色谱分离中可实现理想的分离效果。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，特别涉及一种多孔共价有机骨架材料及其合成方法和应用。

背景技术

功能材料中，孔状的结构是一类很重要的中心结构单元，无论是天然材料还是人工合成材料，多孔特性在多种应用功能体系中扮演着重要的角色。

多孔有机骨架材料可以分为金属-多孔有机骨架材料MOFs和共价-多孔有机骨架材料COFs两种，两者都具有高于一般材料的良好的特性，比如高比表面积、高孔隙率和低密度等。在金属-多孔有机骨架材料MOFs中，一般金属离子在链接中央，构建的有机配体支撑起三维的孔结构。这样的MOFs材料的表面积会远大于一般材料制成的分子筛。最重要的是，这类MOFs材料在除去孔道中溶剂分子之后，还能保证其原有多孔有机骨架的完整性，可以大大的提升此类材料的性能。COFs材料基本的构架结构与金属-多孔有机骨架材料相同，只是使用共价键来代替了金属配位键的位点，因此在某种程度上会具有更高的热稳定性。共价-多孔有机骨架材料COFs具有高度规整的空间结构以及高度均匀单一的组成结构，是目前研究的热门，众多的优点让共价-多孔有机骨架材料具有广阔的研究前景。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种多孔共价有机骨架材料及其合成方法和应用。本发明提供的多孔共价有机骨架材料结构规则均一，热稳定性和化学稳定性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种多孔共价有机骨架材料，所述多孔共价有机骨架材料为具有式I所示结构的基于四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料或具有式II所示结构的基于四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料；

其中基于四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料以四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷和1,2-环己二胺为单体，按四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷和1,2-环己二胺摩尔比0.5～1：1～2制备得到；基于四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料以四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷和1,2-环己二胺为单体，按四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷和1,2-环己二胺摩尔比0.5～1：1～2制备得到；

本发明提供了上述多孔共价有机骨架材料的合成方法，当所述多孔共价有机骨架材料为基于四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料时，所述合成方法包括以下步骤：

(1)在催化剂的作用下，使四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷与1,2-环己二胺进行席夫碱聚合反应，得到基于四(3-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料；

当所述多孔共价有机骨架材料为基于四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料时，所述合成方法包括以下步骤：

(i)在催化剂的作用下，使四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷与1,2-环己二胺进行席夫碱聚合反应，得到基于四(4-甲酰基苯基甲氧基)甲烷的多孔共价有机骨架材料。

优选的，所述步骤(1)和步骤(i)中的催化剂为二异丙基乙胺。