【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机化合物，具体涉及一种含冠醚基团的二维共价有机框架材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂作为自然界中最轻的金属以及原子序数最小的金属，由于其独特的物理化学性质，被誉为21世纪“推动世界进步的重要能源元素”之一，吸引了各国的高度重视，被广泛地应用于军工、民用、航天航空等多个不同领域[liu，g.；zhao，z.；ghahreman，a.，novelapproaches for lithium extraction from salt-lake brines：areview.hydrometallurgy,2019，187，81-100.]。近年，随着节能环保意识的增强以及新能源市场的崛起，锂及其化合物作为清洁能源和战略资源再次受到了瞩目关注，全球市场对锂资源的需求日益增大，例如电动汽车必不可少的锂电池动力装置[cheng，x.-b.；zhang，r.；zhao，c.-z.；zhang，q.，toward safe lithium metal anode in rechargeablebatteries：areview.chem.rev.，2o17，117，10403-10473.]。自然界中锂资源主要存在于矿石、盐湖卤水、海水等中。锂矿石随其开发利用，资源量日益减少，并且矿石提锂面临步骤繁琐和能耗大等缺点，因此，从盐湖卤水和海水等液态锂源中提锂是获取锂资源的重要途径和新趋势[song，j.f.；nghiem，l.d.；li，x.-m.；he，t.，lithium extraction from chineses
2、共价有机框架(cofs)是一类具有周期性结构的新型多孔材料，主要可通过共价键链接轻质元素(b、n和o等)制备而成，因此具有较低的密度、永久性孔隙等特性[kandambeth，s.；dey,k.；banerjee，r.，covalent organic frameworks：chemistrybeyond the structure.j.am.chem.soc.，2019，141，1807-1822.]。通过堆积组装多边形有机共价片而形成的多层规整的结构是典型的二维cofs。其结构可以根据拓扑学进行合理设计，通过构造不同形状、尺寸的构建单元制备得到具有不同结构的一维孔道，进而实现骨架孔隙的精确控制。这使得二维cofs在化工吸附分离中展现了一定的潜力，例如温室气体二氧化碳的捕集、工业废水中有机染料的吸附分离和海水中金属铀的萃取[wang，z.；zhang，s.；chen，y.；zhang，z.；ma，s.，chem.soc.rev.chemical society reviews,2020，49，708-735；yuan，s.；li，x.；zhu，j.；zhang，g.；van puyvelde，p.；van der bruggen，b.，covalentorganic frameworks for membrane separation.chem.soc.rev.，2019，48，2665-2681]。尽管cofs材料取得了显著的发展，但是这类先进的有序多孔材料并未在液态锂源吸附提锂中得到应用。因此，如何进一步丰富cofs骨架的锂离子的吸附活性位点，实现它们在吸附提锂中的高效应用不仅可以拓宽cofs的应用领域，还可以为新型高效有机复合锂吸附剂的创制提供新的思路。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种含冠醚基团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。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种含冠醚基团的二维共价有机框架材料的制备方法，其包括：
4、提供冠醚醛基单体；
5、以及，采用溶剂热的方式使所述冠醚醛基单体与氨基单体或者甲基单体进行反应，制得含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
6、本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
7、本专利技术实施例还提供了前述的含冠醚基团的二维共价有机框架材料在锂离子吸附分离领域中的用途。
8、本专利技术实施例还提供了一种锂离子吸附材料，其至少包括前述的含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术将12-冠醚-4功能基团引入了共价有机框架材料的结构中用于锂离子的吸附分离工作，共价有机框架材料是以共价键连接的、由轻质元素组成的具有高结晶性、高比表面积、良好热稳定性的框架材料，12-冠醚-4与锂离子有大小相当的空腔尺寸，将12-冠醚-4引入至cof骨架，所制备的材料具有良好的锂吸附能力，吸附容量最高可以达到177mg/g，且在多种竞争离子的存在下，对锂依然有良好的选择性吸附能力。
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1.一种含冠醚基团的二维共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将冠醚醛基单体、氨基单体、第一溶剂、酸催化剂混合并进行陈化、冻抽处理，之后在真空度100Pa以下，温度为90-150℃的条件下反应48-96h，然后经后处理，制得含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述氨基单体包括四氨基四苯乙烯(四(4-醛基苯基)乙烯)、4，4′，4″-(1，3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺、1,3,5-三(4-氨苯基)苯、1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、四(4-氨基苯基)甲烷中的任意一种或多种的组合；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述后处理包括离心、浸泡、干燥处理。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将冠醚醛基单体、甲基单体、第二溶剂、碱催化剂混合并进行冻抽处理，之后在真空度100Pa以下，温度为90-150℃的条件下反应72-120h，然后经后处理，制得含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述甲基单体包括2,4,6-三甲基-1，3，5-三嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2，2’，6，6’-四甲基-4,4’-联吡啶中的任意一种或多种的组合；
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述后处理包括离心、洗涤、提取、干燥处理。
8.由权利要求1-7中任一项所述的制备方法制得的含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
9.权利要求8所述的含冠醚基团的二维共价有机框架材料在锂离子吸附分离领域中的用途。
10.一种锂离子吸附材料，其特征在于至少包括权利要求8所述的含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
...【技术特征摘要】
1.一种含冠醚基团的二维共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将冠醚醛基单体、氨基单体、第一溶剂、酸催化剂混合并进行陈化、冻抽处理，之后在真空度100pa以下，温度为90-150℃的条件下反应48-96h，然后经后处理，制得含冠醚基团的二维共价有机框架材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述氨基单体包括四氨基四苯乙烯(四(4-醛基苯基)乙烯)、4，4′，4″-(1，3,5-三嗪-2,4,6-三基)三苯胺、1,3,5-三(4-氨苯基)苯、1,3,6,8-四-(对胺基苯基)-芘、四(4-氨基苯基)甲烷中的任意一种或多种的组合；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述后处理包括离心、浸泡、干燥处理。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥，杨娜，田程程，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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