[发明专利]一种咔唑基氢键有机框架材料及其制备方法和应用在审

专利信息
申请号: 202210620190.1 申请日: 2022-06-02
公开(公告)号: CN114854035A 公开(公告)日: 2022-08-05
发明(设计)人: 项生昌;杨义锶;张章静;陈邦林 申请(专利权)人: 福建师范大学
主分类号: C08G83/00 分类号: C08G83/00;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
代理公司: 福州元创专利商标代理有限公司 35100 代理人: 俞舟舟;蔡学俊
地址: 350108 福建省福*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 咔唑基 氢键 有机 框架 材料 及其 制备 方法 应用
【权利要求书】:

1.一种咔唑基氢键有机框架材料,其特征在于,是由单体通过分子间氢键连接而形成的,具有三维立体结构;其中,单个单体分子与4个相邻的单体分子通过8个C-N…H相连接,自组装形成2D超分子网格,相邻所述2D超分子网格通过π-π作用堆叠形成3D氢键有机框架;所述氢键有机框架在a轴方向上存在有哑铃状的孔道,空间群为pnn2的结构其孔道尺寸大小为3.4 × 5.3Å2,所述的单体分子为3,3-6,6-四(氰基)-9,9-联咔唑,结构式为:

2.如权利要求1所述的咔唑基氢键有机框架材料,其特征在于,所述咔唑基氢键有机框架材料属于正交晶系,空间群为Pnn2,α=β=γ=90°,Z=4。

3.如权利要求1所述的咔唑基氢键有机框架材料,其特征在于,所述咔唑基氢键有机框架材料属于三斜晶系,空间群为P1,α=β=γ=90°,Z=1。

4.如权利要求1所述的咔唑基氢键有机框架材料,其特征在于,所述咔唑基氢键有机框架材料属于四方晶系,空间群为I41/a,α=β=γ=90°,Z=2。

5.一种如权利要求1所述的咔唑基氢键有机框架材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将3,3-6,6-四(溴基)-9,9-联咔唑和氰化亚铜在150 ℃下反应48 h后,得到3,3-6,6-四(氰基)-9,9-联咔唑;

(2)将3,3-6,6-四(氰基)-9,9-联咔唑加入有机溶剂中,在130℃下加热溶解,然后在室温下进行晶体生长,得到所述咔唑基氢键有机框架材料。

6.如权利要求5所述的咔唑基氢键有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺和N,N'-二乙基甲酰胺中的一种。

7.一种如权利要求1所述的咔唑基氢键有机框架材料在丙烯和丙烷混合气体中选择性分离吸附丙烯的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,先将咔唑基氢键有机框架材料在25℃的真空条件下活化12 h后,再于150 ℃下活化12 h,然后用于丙烯和丙烷混合气体中选择性分离丙烯,混合气的总压为100~1000 kPa。

9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,将活化后的咔唑基氢键有机框架材料加工成微球后用于丙烯丙烷混合气体的选择性分离,其中,加工成微球所需的粘合剂包含羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠及其各种水溶性粘合剂、热熔型粘合剂、溶剂型粘合剂、溶液型粘合剂、无溶剂型粘合剂。

10. 如权利要求7所述的应用,其特征在于,在丙烯和丙烷混合气体中选择性分离吸附丙烯的过程中,控制该过程的温度为333 K,混合气的压力为1个大气压。

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