[发明专利]吩噁嗪二维共价有机框架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料及其制备方法与应用。所述基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料具有如下式中任一者所示的结构：本发明制备的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料具有高的结晶性和比表面积，孔径分布均一并且热稳定性较好，同时所述基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料在有机溶剂中具有特定波长的荧光发光且荧光发射强度与有机溶剂中的水分含量有关。因此，本发明制备的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料可应用于检测有机溶剂中水分含量，同时在功能性有机材料领域中有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机功能材料领域，具体涉及以一种基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料及其制备方法与应用。

背景技术

传感领域的检测手段有包括电磁法、发光法和比色法等。发光法具有检测快速、选择性高和操作简单的优势，而且纳米探针相比于小分子探针有易于制备、易于回收、稳定性好的特点。当前检测湿度和水分含量的荧光探针已经表现出了很高的灵敏度和检测下限，但是稳定性仍然很低、制备难度仍然偏高难于实现大量的商品化生成。

共价有机框架(covalent organic framework，COF)是一种由轻质元素和强共价键构成的结构高度规则的多孔材料，具有低密度、高稳定性和大的表面积的特点，并广泛应用于吸附与分离、催化、储能、传输和传感等领域。

COFs在水分含量检测上有很好的应用前景。首先，COFs结构可以被预先设计或后修饰，进而适用于各种应用场景，其中包括作为荧光探针。其次，COFs普遍便显出优秀的热稳定和溶剂稳定性，作为荧光探针使用具有易于回收、可循环使用得优点。而且COFs比表面积大且富含孔道，提供了大量溶剂与材料的接触面积。另外，相对于其他荧光纳米材料，COFs由轻质元素组成，毒性小，更加环境友好。但是，目前应用于有机溶剂中水分含量检测的COFs粉晶实例极少，一方面是因为材料结构设计，特别是前驱体的设计存在很大的难度；另一方面是因为得到结晶度高的COFs比较困难，需要进行大量的条件筛选。因此，开发新型可应用有机溶剂中水分含量检测的COFs具有重要意义并极具挑战。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料，所述基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料如式(I)和式(II)中任一者所示的结构：

本发明实施例还提供了一种基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料的制备方法，其包括：

在保护性气氛下，使包含10-甲基吩噁嗪-2，7-二胺、芳基醛类物质、醋酸水溶液和溶剂的均匀混合反应体系于100～150℃反应3～7天，制得基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料。

本发明实施例还提供了前述方法制备的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料。

本发明实施例还提供了前述的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料用于四氢呋喃中水分含量检测的用途。

本发明实施例还提供了一种用于检测四氢呋喃中水分含量的荧光探针，其包含前述的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明使用10-甲基吩噁嗪-2，7-二胺为核心单体，在溶剂热的条件下合成亚胺键连的二维共价有机框架材料；本发明制备的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料具有高的结晶性和比表面积，孔径分布均一并且热稳定性较好，同时具有水分含量检测位点和荧光发射特性。因此，本发明制备的基于吩噁嗪的二维共价有机框架材料可应用于水分含量检测荧光探针，同时在功能性有机材料领域具有良好的应用前景。

附图说明