[发明专利]一种NN键连接的有机多孔聚合物材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种NN键连接的有机多孔聚合物材料及其制备方法，所述方法包括：将如下述结构式I所示的四(4‑硝基苯基)甲烷溶于第一溶剂中，控制混合温度，向所述四(4‑硝基苯基)甲烷和所述第一溶剂中添加还原剂，控制反应条件，待反应结束后得到聚合物；对所述聚合物进行溶剂洗涤后处理和脱气后处理，以除去吸附在所述聚合物的孔道中的杂质分子，最终得到如下述结构式II所示的NN键连接的有机多孔聚合物材料；

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种NN键连接的有机多孔聚合物材料，以及一种NN键连接的有机多孔聚合物材料的制备方法。

背景技术

纳米有机多孔材料是近年来倍受关注的一类新颖材料，除具有多孔材料的多孔隙、高比表面积等特性，在结构设计及合成路线策略及性能上的多样化而被广泛研究。纳米有机多孔材料作为纳米过滤、催化剂、药物运输载具和载流子的成员之一，在气体运输、储存和分离技术中具有突出的应用潜力[Acta Chim.Sinica 2015,73,498—529]。

由偶氮键偶联反应制备的有机多孔材料最早于2012年报道，具有类似金刚石的笼型拓扑结构。在所含刚性芳香环及官能团偶氮键的作用下，该类物质不仅有高比表面积及大量微孔，还因具有高二氧化碳吸附量，高N₂/CO₂选择比等优异性质而被认为在温室气体CO₂的分离应用上具有可喜的应用前景[Nat.Commun.2013,4:1357]。

据报道，该类材料的合成路线有以下三种：a.由硝基芳族化合物与氨基芳族化合物在碱性环境中合成；b.由硝基芳族化合物在Zn/NaOH条件下还原合成；c.由氨基芳族化合物于CuBr体系中氧化合成；d.由亚硝基芳族化合物与氨基芳族化合物偶联合成。然而现有合成方法存在一些不足：(1)合成时间较长，在Zn/NaOH条件下合成需36h，于CuBr体系中氧化合成需24h；(2)合成条件要求严格，须在惰性氮气氛围中进行反应，不利于工业上大量制备；(3)由于反应本身的限制，难以实现大规模合成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种NN键连接的有机多孔聚合物材料以及一种NN键连接的有机多孔聚合物材料的制备方法，以全部或部分解决上述技术问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种NN键连接的有机多孔聚合物材料的制备方法，所述方法包括：

将如下述结构式I所示的四(4-硝基苯基)甲烷溶于第一溶剂中，控制混合温度，向所述四(4-硝基苯基)甲烷和所述第一溶剂中添加还原剂，控制反应条件，待反应结束后得到聚合物；

对所述聚合物进行溶剂洗涤后处理和脱气后处理，以除去吸附在所述聚合物的孔道中的杂质分子，最终得到如下述结构式II所示的NN键连接的有机多孔聚合物材料；

可选地，将所述四(4-硝基苯基)甲烷溶于所述第一溶剂后，所述混合温度控制在20-100℃；添加所述还原剂后，反应温度控制在20-100℃，反应时间控制在5min-72h。

可选地，所述还原剂包括LiAlH₄、AlH₃、NaBH₄和KBH₄中的至少一种。

可选地，所述第一溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、甲苯和氯仿和中的至少一种。

可选地，所述四(4-硝基苯基)甲烷中的硝基基团与所述还原剂的摩尔比为(1:0.5)-(1:6)。

可选地，所述四(4-硝基苯基)甲烷在所述第一溶剂中的浓度为0.005-0.05mol/L。