[发明专利]一种卟啉有机骨架膜材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种卟啉有机骨架膜材料及其制备方法，属于新材料及其制备技术领域。该膜材料为卟啉有机骨架通过分子间相互作用形成的薄膜；其中卟啉有机骨架为卟啉及卟啉衍生物通过共价键连接成的有机骨架。该材料的制备方法是在宏观模板上以五元杂环和多醛为底物，在一定温度、溶剂、配位剂、酸与氧化剂的作用下一步合成上述卟啉有机骨架膜材料。本发明设计了一种在微观尺度上精确可控的有机骨架膜材料，并实现了所述材料在膜面积、厚度与化学组成上的可控合成。卟啉有机骨架膜材料的成功可控制备为其在精准合成、电子器件、物质分离与传感等领域的实际应用提供了广阔的应用前景。

主权项

1.一种卟啉有机骨架膜材料，其特征在于，所述膜材料是卟啉有机骨架通过分子间相互作用形成的薄膜；其中卟啉有机骨架为卟啉及卟啉衍生物通过共价键连接成的有机骨架。

2.根据权利要求1所述的一种卟啉有机骨架膜材料，其特征在于，所述卟啉及卟啉衍生物的内环杂原子为N、O和S的一种或几种；内环配位原子为H、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn；所述卟啉有机骨架为二维或三维结构。

3.如权利要求1或2所述的一种卟啉有机骨架膜材料的制备方法，其特征在于该方法包含如下步骤：

1)将五元杂环、多醛、配位剂、酸与氧化剂充分溶解在有机溶剂中，配成溶液；其中五元杂环与多醛的物质的量的比为1:0.1‑1:20；五元杂环与配位剂的物质的量的比为1:0.25‑1:10；

2)向所述溶液中加入宏观模板，并搅拌均匀；

3)将所述混合物在温度为60‑220℃的条件下反应1‑72小时，即制得所述的卟啉有机骨架膜材料。

4.根据权利要求3所述的一种卟啉有机骨架膜材料的制备方法，其特征在于，所述五元杂环为吡咯、呋喃和噻吩中的一种或几种；所述多醛为3个或3个碳以上，具有2个以上的醛基；所述配位剂为含有Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn中一种的盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐。

5.根据权利要求3所述的一种卟啉有机骨架膜材料的制备方法，其特征在于，所述的酸为甲酸、乙酸、丙酸、盐酸、硫酸、对甲基苯磺酸、三氟甲酸和三氟乙酸中的一种或几种的混合。

6.根据权利要求3所述的一种卟啉有机骨架膜材料的制备方法，其特征在于，所述的氧化剂为硝基苯、二硝基苯、三硝基苯、硝酸钾、硝酸钠和硝酸铵中的一种或几种的混合。

7.根据权利要求3所述的一种卟啉有机骨架膜材料的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、二氧六环、四氢呋喃、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺和N,N‑二甲基乙酰胺中的一种或几种的混合。

8.根据权利要求3所述的一种卟啉有机骨架膜材料的制备方法，其特征在于，所述的宏观模板为铜箔、金箔、银箔、硅片、二氧化硅片、氧化铝片、云母、碳布或不锈钢片。