三种功能化的三维共价有机框架材料、制备方法及其在气体吸附和分离中的应用,属于多孔有机框架材料制备技术领域。本技术通过席夫碱反应,以2,5‑二乙氧基对苯二甲醛、2,5‑二甲基对苯二甲醛、2,5‑双(丙‑2‑炔‑1‑基氧基)对苯二甲醛和四(4‑氨基苯基)甲烷为原料,在醋酸催化下制备了骨架含乙氧基、甲基和丙‑2‑炔‑1‑基氧基的三种功能化的三维共价有机框架材料TAM‑DETP、TAM‑DMTA和TAM‑BPTA,为长程有序的结晶性多孔材料。在273K和100kPa下,TAM‑BPTA的二氧化碳/甲烷的分离比是23;在298K和100kPa下,TAM‑BPTA的二氧化碳/甲烷的分离比是44。
背景技术
共价有机框架(Covalent organic frameworks,COFs)是一类由碳、氢、氧、氮、硼等轻元素组成的有机分子基块通过不同类型的聚合反应形成的利用共价键连接的多孔材料。作为一类新兴的多孔材料,COFs具有结构丰富、可修饰性强、和比表面积高等特点。它们的结构可以利用网状化学的分子构建块预先确定。目前,COFs在气体吸附、光电、催化、分离和质子传导等应用中具有良好的应用潜力。
目前,适合构筑2维COFs的单体相对于3维单体多。因此,2维COFs的数量相对多一些,而3维COFs的数量相对少一些。构筑COFs的单体为有机分子,它们具有良好的可修饰性。除了用于聚合反应的基团之外,还可以在单体中引入不同官能团,对孔道结构和孔表面进行修饰。本发明以四面体型胺和功能化修饰的直线型醛基构筑了三维功能化共价有机框架材料。功能化基团引入,可以改变主体吸附剂和客体气体之间的相互作用。
实现思路