System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料及其制备方与分离膜制造技术_技高网
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一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料及其制备方与分离膜制造技术

技术编号:42085758 阅读:10 留言:0更新日期:2024-07-19 17:01
本发明专利技术公开了一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料及其制备方与分离膜。所述制备方法为:配制包含有两性离子基团的单体、醛单体、催化剂的水相分散液;将水相分散液转移至反应容器中,在水热条件下反应一定时间;通过洗涤、干燥即得到结晶的共价有机框架材料。本发明专利技术由于4‑二甲氨基吡啶催化剂具有高效的催化活性,且水热体系在降低反应能垒,促进π‑π有序堆积具有独特作用,因此解决了现有两性离子结构因强静电排斥相互作用会极大地阻碍有序的层状排列,并导致出现无定形或低结晶结构的技术问题。本发明专利技术具有制备工艺简单、易于工业放大的特点,所制的框架材料具有良好的亲水性,在光催化领域具有极大的实际应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料领域中的一种共价有机框架材料的制备方法,尤其涉及一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,采用所述制备方法制备的共价有机框架材料,采用所述共价有机框架材料的分离膜。


技术介绍

1、共价有机框架(cofs)是通过共价键周期性地连接有机构建块而构建的,由于其明确的结构,最近引起了人们的极大兴趣,高孔隙率和有序的孔道。自2015年报道第一个离子型cof以来,人们越来越关注在cof骨架中引入阴离子或阳离子等离子基团,离子基团的引入可以精确控制孔径和功能,包括带电、亲水和离子导电特性,这有助于在各种应用中发挥巨大潜力。然而,关于将阴离子和阳离子基团同时引入cof骨架以形成两性离子结构的报道很少。相比于单一的阴离子和阳离子cofs,两性离子型cofs具有独特的功能,如可调电荷密度,超亲水性和高离子导电性,在光催化、离子传导、膜分离等许多领域都很重要。尽管如此,两性离子cof很少被报道。这可能是因为两性离子结构的强静电排斥相互作用会极大地阻碍有序的层状排列,并导致无定形或低结晶结构。


技术实现思路

1、为解决现有两性离子结构因强静电排斥相互作用会极大地阻碍有序的层状排列,并导致出现无定形或低结晶结构的技术问题,本专利技术提供一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,采用所述制备方法制备的共价有机框架材料,采用所述共价有机框架材料的分离膜。

2、本专利技术采用以下技术方案实现:一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

3、配制包含有两性离子基团的单体、醛单体、催化剂的水相分散液;

4、将所述水相分散液转移至反应容器中,在水热条件下反应一定时间;

5、通过洗涤、干燥,即可得到结晶的所述共价有机框架材料。

6、作为上述方案的进一步改进,所述两性离子基团的单体是以下分子结构中的一种或多种:

7、

8、作为上述方案的进一步改进,所述醛单体是以下分子结构中的一种或多种:

9、

10、作为上述方案的进一步改进,所述催化剂是4-二甲氨基吡啶。

11、作为上述方案的进一步改进,所述反应的温度为120-210℃。

12、作为上述方案的进一步改进,在所述洗涤的过程中,溶剂为去离子水、无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷中的至少一种。

13、作为上述方案的进一步改进,所述制备方法包括以下步骤:

14、配制所述水相分散液:按照24.3mg︰62.1mg︰110mg︰(0.1ml~1.0ml)的比例称取n-磺丙基-2,4,6-三甲基吡啶、4,4',4”-(1,3,5-三嗪环-2,4,6-三基)三苯甲醛、4-二甲氨基吡啶、水,将n-磺丙基-2,4,6-三甲基吡啶、4,4',4”-(1,3,5-三嗪环-2,4,6-三基)三苯甲醛、4-二甲氨基吡啶加入到反应容器中并加入水进行溶解;

15、在160℃下反应3天,

16、然后用去离子水、dmf、四氢呋喃依次洗涤,最后干燥得到所述共价有机框架材料。

17、作为上述方案的进一步改进,所述制备方法包括以下步骤:

18、配制所述水相分散液:按照24.3mg︰62.1mg︰110mg︰(0.1ml~1.0ml)的比例称取n-磺丙基-2,4,6-三甲基吡啶、4',4”',4””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-4-甲醛))、4-二甲氨基吡啶、水,将n-磺丙基-2,4,6-三甲基吡啶、4',4”',4””'-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三基)三(([1,1'-联苯]-4-甲醛))、4-二甲氨基吡啶加入到反应容器中并加入水进行溶解;

19、在160℃下反应3天,

20、然后用去离子水、dmf、四氢呋喃依次洗涤,最后干燥得到所述共价有机框架材料。

21、本专利技术还提供一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料,其采用了上述任意制备方法制备的共价有机框架材料。

22、本专利技术还提供一种分离膜,其采用了上述共价有机框架材料。

23、本专利技术的制备方法通过配制包含有两性离子基团的单体、醛单体、催化剂的水相分散液,由于4-二甲氨基吡啶催化剂具有高效的催化活性,而且水热体系在降低反应能垒,促进π-π有序堆积具有独特作用,因此解决了现有两性离子结构因强静电排斥相互作用会极大地阻碍有序的层状排列,并导致出现无定形或低结晶结构的技术问题。

24、与现有技术相比,本专利技术具备如下有益效果:

25、1.具有制备工艺简单、易于工业放大的特点;

26、2.由于含有两性离子基团,因此所制的共价有机框架材料具有良好的亲水性,在光催化领域具有极大的实际应用前景;

27、3.基于本专利技术的共价有机框架材料,就可以超声剥离纳米片-自组装策略,制备高分离选择性的分离膜。

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【技术保护点】

1.一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述两性离子基团的单体是以下分子结构中的一种或多种:

3.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述醛单体是以下分子结构中的一种或多种:

4.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述催化剂是4-二甲氨基吡啶。

5.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为120-210℃。

6.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,在所述洗涤的过程中,溶剂为去离子水、无水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷中的至少一种。

7.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

8.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

9.一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料,其特征在于,其采用了如权利要求1至8中任意一项所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法制备的共价有机框架材料。

10.一种分离膜,其特征在于,其采用了如权利要求9所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料。

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【技术特征摘要】

1.一种高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述两性离子基团的单体是以下分子结构中的一种或多种:

3.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述醛单体是以下分子结构中的一种或多种:

4.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述催化剂是4-二甲氨基吡啶。

5.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双键连接的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为120-210℃。

6.如权利要求1所述的高结晶、含有两性离子、碳碳双...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐宇曦章昭
申请(专利权)人:徐宇曦
类型:发明
国别省市:

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