传导性开放骨架制造技术

本发明专利技术一般涉及包含传导性共价有机骨架的材料。本发明专利技术还涉及可用于储存和分离气体分子的材料和传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般来说涉及包含有机骨架的多孔材料。本申请还涉及作为传导材料有用的材料，以储存和分离气体分子，以及基于所述骨架的传感器。
技术介绍
在工业应用中例如气体储存、分离、催化和传导材料中对多孔材料的需求已经日渐增加。有机多孔材料比其它无机或者金属-有机多孔材料具有一些优势，包括:分子量更轻，更容易官能化，并且通常具有更佳的动力学稳定性。此外，有机多孔材料比可比性的骨架更环保。当前向聚合物结构引入多孔性的方法主要基于在一定条件下将聚合物加工处理，或者通过从胶体系统制备聚合物。所有的玻璃质聚合物包含一些空隙空间(游离体积)，尽管这通常小于总体积的5%。通过从熔化状态快速冷却至低于玻璃化转变温度，或者通过从溶胀的玻璃质聚合物快速移 除溶剂，对于一些具有刚性结构的玻璃质聚合物有可能“冻住”最高达20%的额外游离体积。高游离体积聚合物当前用于工业膜中以运输气体或者液体。然而，这些材料中的空隙并不互联，并且因此如通过气体吸附所测定表现出低的可及表面积。此外，孔结构不规则并且不是均一的。另一种现有类型的多孔有机材料包括包含大取代基的聚乙炔。自1983年起已经观察到聚(1-三甲基甲硅烷基-1-丙炔)(〃PTMSP〃)的高气体通透性。该材料包含大的游离体积( 30%)，并且能够从气体或者水中分离有机化合物。PTMSP的稳定性受到因为不均匀的孔结构，暴露于热、氧气、放射线或者UV光，或者上述的任意组合所致的微孔性快速丧失的限制。最近，固有微孔聚合物(PIM)显示具有超常的有机聚合物多孔性。如通过气体吸附所测定，报导PM包含相对高的表面积(430-850m2/g)。PM的多孔性可能源于它们的有效抑制空间内堆积的高度刚性和扭曲的分子结构。然而，PIM在低压力下表现出明显的滞后现象。
技术实现思路
本公开提供由一种或者更多种类型核心和一种或更多种类型连接部分构成的电或质子传导性开放有机共价骨架。在某些实施方案中，本文公开的共价有机骨架(COF)包括多个核心，其中每一核心与至少一个连接部分形成至少一个共价键；并且其中COF包含传导性的核心部分和/或包含传导性的连接部分。在进一步的实施方案中，本文公开的COF包含一个或更多个核心，所述核心基本上是平面的并且包含一个或者更多个取代或者未取代的芳基、取代或者未取代的芳族杂环、取代或者未取代的烯烃、或其组合。在仍然进一步的实施方案中，本文公开的COF包含一个或更多个核心，所述核心具有选自式1、I1、II1、IV、和V的结构:权利要求1.传导性共价有机骨架(COF)，包含: 多个核心，其中每一核心与至少一个连接部分形成至少一个共价键；并且其中所述COF包含传导性核心部分和/或包含传导性连接部分。2.权利要求1的传导性C0F，其中一个或更多个核心基本上是平面的并且包含一个或更多个取代或者未取代的芳基、取代或者未取代的芳族杂环、取代或者未取代的烯烃、或它们的组合。3.权利要求1的传导性C0F，其中一个或更多个核心具有选自式1、式I1、式II1、式IV、和式V的结构:4.权利要求3的传导性C0F，其中一个或更多个核心具有式I的结构:5.权利要求4的传导性COF，其中一个或更多个核心具有式Ib的结构:6.权利要求4的传导性COF，其中一个或更多个核心具有式Ia的结构:7.权利要求6的传导性COF，其中一个或更多个核心具有式Ia的结构:8.权利要求1的传导性C0F，其中一个或更多个核心具有包含至少一个杂原子的连接簇。9.权利要求8的传导性C0F，其中所述杂原子选自B、O、N、S、S1、P、Al、F、Cl、Br、和I。10.权利要求9的传导性C0F，其中所述杂原子选自B和N。11.权利要求8的传导性C0F，其中至少一个连接簇具有结构式12.权利要求1的传导性C0F，其中一个或更多个连接部分具有由一个或更多个取代或者未取代的环组成的有机基主链；其中这些环中的一个或更多个被一个或更多个官能团，包括另外的取代或者未取代的烃和杂环基团或其组合进一步取代；并且其中所述连接部分包含至少一个连接簇。13.权利要求1的传导性C0F，其中一个或更多个连接部分具有选自式I1、式II1、式IV、式V、式VI1、式VII1、式IX和式X的结构:14.权利要求13的传导性COF，其中一个或更多个连接部分具有式IV的结构:15.权利要求14的传导性COF，其中一个或更多个连接部分具有选自下列的结构:16.权利要求13的传导性C0F，其中一个或更多个连接部分具有式VII的结构:17.权利要求16的传导性COF，其中一个或更多个连接部分具有式VII的结构:18.权利要求17的传导性COF，其中一个或更多个连接部分具有选自下列的结构:19.权利要求1的传导性COF，其中一个或更多个连接部分具有包含至少一个杂原子的连接簇。20.权利要求19的传导性C0F，其中所述杂原子选自B、O、N、S、S1、P、 Al、F、Cl、Br、和 I。21.权利要求20的传导性C0F，其中所述杂原子选自B、O、和N。22.权利要求21的传导性C0F，其中至少一个连接簇具有结构式23.权利要求19的传导性C0F，其中所述连接簇选自酰卤、卤化物、酯、羧酸、胺、羟基、醚、和酰胺。24.权利要求1的传导性有机骨架，其中所述骨架被合成后官能化以包含金属或者传导性部分。25.权利要求1的传导性有机骨架，其中所述COF具有至少3.0cmV1S^的空穴传导迁移率。26.权利要求25的传导性有机骨架，其中所述COF具有至少8.0cm2V^1 s^1的空穴传导迁移率。27.权利要求1的传导性有机骨架，其中所述COF能够保持电荷达至少75μ S。28.包含权利要求1所述的传导性有机骨架的柔性显示器。29.包含权利要求1所述的传导性有机骨架的半导体。30.包含权利要求1所述的传导性有机骨架的气体储存装置。31.包含权利要 求1所述的传导性有机骨架的化学传感器。全文摘要本专利技术一般涉及包含传导性共价有机骨架的材料。本专利技术还涉及可用于储存和分离气体分子的材料和传感器。文档编号C07F5/02GK103228663SQ201180056905 公开日2013年7月31日 申请日期2011年9月27日 优先权日2010年9月27日专利技术者奥玛尔·M·亚纪, 万顺, 克里斯蒂安·J·杜南, 王博, 邓鹤翔 申请人:加利福尼亚大学董事会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥玛尔·M·亚纪，万顺，克里斯蒂安·J·杜南，王博，邓鹤翔，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：
国别省市：