[发明专利]一维有机纳米材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种一维有机纳米材料，所述一维有机纳米材料为共价三嗪有机框架材料。本发明还提供了所述一维有机纳米材料的制备方法，包括：将多氰基苯、催化剂以及溶剂混合，于第一温度下进行聚合反应，得到含共价三嗪有机框架材料的中间产物，其中，所述三嗪有机框架材料为有机纳米片；将所述中间产物降温至第二温度并与诱导剂混合，得到一维有机纳米材料。本发明的一维有机纳米材料的制备方法可以实现低温制备，能耗低，同时，本发明的一维有机纳米材料不仅具有优异的吸附、催化、增强等性能，而且与聚合物材料具有良好的界面相容性和分散性能。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，特别是涉及一种一维有机纳米材料及其制备方法。

背景技术

纳米材料是一种在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸的特殊材料，该类材料由于其组成单元尺度小、界面比例大，往往表现出异于宏观材料的理化特性。其中，纳米管是一种径向尺寸为纳米量级(100nm以下)、轴向尺寸为微米量级的一维管状纳米材料，具有许多特殊的力学、电学、化学等性质，受到广泛的关注和研究。但是，传统纳米管一般为无机纳米管，比如碳纳米管、氮化硼纳米管、硅纳米管等，且这些无机纳米管的制备通常需要高达数百摄氏度甚至1000℃以上的高温环境，生产能耗非常高。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种合成温度低、生产能耗低的一维有机纳米材料及其制备方法。

一种一维有机纳米材料，所述一维有机纳米材料为共价三嗪有机框架材料。

在其中一个实施例中，所述一维有机纳米材料包括有机纳米管、有机纳米纤维中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述一维有机纳米材料的轴向尺寸为径向尺寸的10倍-1000倍；且所述一维有机纳米材料的轴向尺寸为0.5μm-5μm，所述一维有机纳米材料的径向尺寸为5nm-100nm。

本发明的一维有机纳米材料具有优异的吸附、催化、增强等性能，同时，由于所述一维有机纳米材料为有机材质，与聚合物材料具有良好的界面相容性。因此，相比于无机纳米管，本发明的一维有机纳米材料在聚合物材料中具有更加优异的分散性能，在聚合物功能材料、涂料、功能膜材料等领域具有更广泛的应用前景。

一种上述一维有机纳米材料的制备方法，包括：

将多氰基苯、催化剂以及溶剂混合，于第一温度下进行聚合反应，得到含共价三嗪有机框架材料的中间产物，其中，所述共价三嗪有机框架材料为二维的有机纳米片；

将所述中间产物降温至第二温度，并与诱导剂混合，得到上述一维有机纳米材料。

在其中一个实施例中，所述诱导剂选自醇或醇的水溶液，其中，所述醇包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述第一温度为80℃-120℃，所述第二温度小于或等于60℃。

在其中一个实施例中，所述多氰基苯包括二氰基苯、三氰基苯中的至少一种；其中，所述二氰基苯包括4,4’-联苯甲腈、四氟对苯二腈、2,5-二氯对苯二腈中的至少一种，所述三氰基苯包括1,3,4-苯三氰基、1,3,5-苯三氰基中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙酮、二氯甲烷、四氢呋喃中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述催化剂包括三氟甲磺酸、无氟乙磺酸、三氟乙酸、五氟乙酸、七氟丙酸中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述溶剂、所述催化剂、所述多氰基苯、所述诱导剂的配比为：每100mL溶剂配3mL-10mL的所述催化剂、0.5g-2g的所述多氰基苯、10mL-100mL的所述诱导剂。