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() 一种螺旋结构的共价有机框架材料及其制备方法技术_技高网
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一种螺旋结构的共价有机框架材料及其制备方法技术

技术编号:42921206 阅读:7 留言:0更新日期:2024-10-11 15:48
本发明专利技术公开了一种螺旋结构的共价有机框架材料及其制备方法,属于共价有机框架材料的制备技术领域,由醛基类型的2,4,6‑三羟基‑1,3,5‑苯三甲醛为三连接构筑单元和氨基类型的水合肼线性连接单元通过希夫碱反应缩合形成。本发明专利技术首次在不依赖任何手性组装元素或环境的情况下,合成了具有螺旋纳米结构的共价有机框架材料。本发明专利技术的制备的组装元素和环境均不具有手性,克服了需要在手性因素存在下才能合成螺旋材料的限制;此外,通过调节醋酸的体积分数以及表面活性剂的种类可以调节材料的螺距以及螺旋在纳米材料上的分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于共价有机框架材料的制备,具体涉及一种螺旋结构的共价有机框架材料及其制备方法


技术介绍

1、在过去的十年中,共价有机框架(cof)纳米结构在多个领域引起了广泛的研究兴趣,因为它们在纳米尺度形貌、孔隙结构和化学组成方面的显著多样性,使得它们具备了出色的分散性、增强的活性位点可达性,并且能够灵活地设计出客体材料和功能框架材料之间的协同作用。为充分发挥cof材料的潜力,研究人员已进行了大量工作,致力于实现对其形貌的精确控制和纳米结构的优化。在这些纳米结构中,具有螺旋几何结构的cof在生物学、物理学和材料科学领域中表现出巨大的应用潜力,因此开发一种简便地构建cof螺旋纳米结构的方法尤为重要。

2、不同长度尺度中螺旋结构的产生通常是通过非中心对称构建块的组装或在手性场或手性模板的作用下来实现的。因此,在设计cof螺旋纳米结构时,将适当的手性元素引入反应体系至关重要。近年来,研究人员通过对映单体的聚合或利用手性催化剂或手性模板的原位手性诱导,成功合成了几种新型的手性cof。然而,在非手性合成体系中使用非手性的单体构建具有螺旋纳米结构的cof尚未实现。此外,在所有以往合成螺旋cof的研究中,实现手性纳米结构的可控合成仍然面临巨大挑战。因此,开发无需依赖手性组装元素或环境的高度可控的cof手性材料的新颖方法势在必行。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述缺陷,本专利技术提供了一种螺旋结构的共价有机框架材料及其制备方法,该方法通过2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛(tp)和水合肼缩合反应,合成了共价有机框架(cof)螺旋纳米带;组装元素和环境均不具有手性,克服了需要在手性因素存在下才能合成螺旋材料的限制;此外,通过调节醋酸的体积分数以及表面活性剂的种类可以调节材料的螺距以及螺旋在纳米材料上的分布。

2、本专利技术通过如下技术方案实现:

3、一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,具体包括如下步骤:

4、步骤一:有机混合溶剂的制备;

5、将醋酸、水和均三甲苯按照一定比例混合得到有机混合溶剂;

6、步骤二:将表面活性剂溶于有机混合溶剂中;

7、步骤三:将2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛和水合肼按照一定比例加入步骤二得到的混合溶液中;

8、步骤四:共价有机聚合物的制备;

9、将步骤三得到的混合溶液在室温下搅拌,充分反应后离心洗涤干燥,得到共价有机聚合物;

10、步骤五:螺旋结构的共价有机框架材料的制备;

11、将步骤四得到的共价有机聚合物加入到玻璃管中,加入有机溶剂,再加入催化剂,将玻璃管放入液氮中冷冻,抽真空火焰封管,最后放入烘箱加热,在反应结束时,通过离心收集固体产物,洗涤;将清洗后的固体产物真空下干燥,得到螺旋结构的共价有机框架材料。

12、进一步地,步骤一中,表面活性剂为f127或f108或brij 56,表面活性剂在混合溶剂中的质量百分数为0.5-5 w%。

13、进一步地,步骤三中,2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛和水合肼的摩尔比为1:3,其中,2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛在混合溶剂中的摩尔浓度为5-30 mm。

14、进一步地,步骤四中,搅拌速率为500 rpm;反应时间为4 h;离心转速为4000 rpm,时间为3 min;洗涤溶剂为乙醇;干燥温度为60 ℃。

15、进一步地,步骤五中,有机溶剂为均三甲苯和1,4-二氧六环的混合溶剂;催化剂为醋酸水溶液,醋酸水溶液的浓度为6m;加热温度为120 ℃,反应时间为3天。

16、进一步地,步骤五中,离心的转速为4000 rpm,时间为3 min;洗涤溶剂为乙醇、四氢呋喃和丙酮;干燥温度为80 ℃。

17、另一方面,本专利技术还提供了一种螺旋结构的共价有机框架材料,由上述制备方法制备得到。

18、与现有技术相比,本专利技术的优点如下:

19、1、本专利技术首次基于2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛和水合肼在无任何手性元素和环境的条件下合成了一系列螺旋结构的共价有机框架材料,摆脱了手性单体、手性催化剂或模板的使用;

20、2、本专利技术首次建立了一种与螺旋结构共价有机框架材料合成相关的反应体系;

21、3、本专利技术中所建立的合成方法具有高度可控性,通过改变醋酸的体积分数或表面活性剂的种类,一系列不同螺距以及不同螺旋分布的cof被合成,这是以往手性cof合成方法所无法实现的。

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【技术保护点】

1.一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,表面活性剂为F127或F108或Brij 56,表面活性剂在混合溶剂中的质量百分数为0.5-5 w%。

3.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤三中,2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛和水合肼的摩尔比为1:3,其中,2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛在混合溶剂中的摩尔浓度为5-30 mM。

4.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤四中,搅拌速率为500 rpm;反应时间为4 h;离心转速为4000 rpm,时间为3 min;洗涤溶剂为乙醇;干燥温度为60 ℃。

5.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤五中,有机溶剂为均三甲苯和1,4-二氧六环的混合溶剂;催化剂为醋酸水溶液,醋酸水溶液的浓度为6M;加热温度为120 ℃,反应时间为3天。

6.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤五中,离心的转速为4000 rpm,时间为3 min;洗涤溶剂为乙醇、四氢呋喃和丙酮;干燥温度为80 ℃。

7.一种螺旋结构的共价有机框架材料,其特征在于,由权利要求1-6任一项所述的方法制备得到。

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【技术特征摘要】

1.一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,表面活性剂为f127或f108或brij 56,表面活性剂在混合溶剂中的质量百分数为0.5-5 w%。

3.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤三中,2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛和水合肼的摩尔比为1:3,其中,2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛在混合溶剂中的摩尔浓度为5-30 mm。

4.如权利要求1所述的一种螺旋结构的共价有机框架材料的制备方法,其特征在于,步骤四中,搅拌速率为500...

【专利技术属性】
技术研发人员:关卜源李闪闪
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:

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