[发明专利]一种氢键共价有机凝胶材料HCOG-2的合成方法

说明书

一种氢键共价有机凝胶材料H_COG‑2的合成方法，该方法是：将苯‑1,3,5‑三酰肼溶于有机溶剂二甲基亚砜中，保持其浓度为0.02mol/L，命名为A溶液；将4,4’‑联苯二甲醛溶于A溶液中，保持其浓度为0.03mol/L，命名为B溶液，B溶液中各物质的摩尔比为：苯‑1,3,5‑三酰肼：4,4’‑联苯二甲醛＝2：3。将B溶液放置在恒温油浴锅内，100℃加热反应10分钟，得到黄色凝胶；将黄色凝胶置于透析袋中，以蒸馏水作为透析液，除去有机溶剂，2‑3天后，透析袋内出现明显分层后取出，得到获取物。将获取物倒入烧杯中，在低温条件下冷冻，随后进行冷冻干燥，得到氢键共价有机凝胶材料H_COG‑2。H_COG‑2具有非晶态无定型结构，具有优良的热稳定性以及较大的比表面积。

技术领域

本发明属于纳米材料与环境材料制备领域，涉及氢键共价有机凝胶材料H_COG-2的合成方法。其中的H_COG是氢键共价有机凝胶的英文缩写，其中的杠2是编号。

背景技术

多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers，POPs),包括结晶态和无定型形态，由于它们在储气，催化，传感和许多其他领域取得了相当大的进步，因此在许多研究人员中一直备受关注。共价有机凝胶(Covalent Organic Gels,COGs)，作为一类多孔有机聚合物，是由中间聚集体诱导的多孔共价有机材料。与以前众所周知的POPs相比，共价有机凝胶的优点包括两个主要方面：①反应时间短和合成产率高；②从微孔到大孔的较广的孔径分布。然而，COG的合理设计仍然是一个很大的挑战。

通常，凝胶机制包括三个步骤，包括：①胺-醛缩合形成COF链；②COF链聚集以符合COF颗粒(COFP)；③COFP的聚集以构建分层的COG结构。在COG形成期间，COFP通过各种非共价相互作用连接在一起，例如弱范德华力、氢键、π-π堆积等，其中，由酰胺，羧酸，羰基产生的氢键在COG的合成中起着重要作用。据我们所知，还没有报道关注由氢键诱导形成的COG。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢键共价有机凝胶材料H_COG-2的合成方法，所制得的H_COG-2材料具有大的比表面积，并具有很好的热稳定性和水溶液稳定性。

一种氢键共价有机凝胶材料H_COG-2的合成方法，包括以下步骤：

步骤一：将苯-1,3,5-三酰肼(BTCH)溶于有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)中，保持其浓度为0.02mol/L，命名为A溶液。

步骤二：将4,4’-联苯二甲醛(BPDA)溶于A溶液中，保持其浓度为0.03mol/L，命名为B溶液。

此时，上述B溶液中摩尔比为：苯-1,3,5-三酰肼：4,4’-联苯二甲醛＝2：3。

步骤三：将上述B溶液放置在恒温油浴锅内，100℃加热反应10分钟，得到黄色凝胶；

步骤四：将步骤三得到的黄色凝胶置于透析袋中，以蒸馏水作为透析液，除去有机溶剂，2-3天后，透析袋内出现明显分层后取出，得到获取物。

步骤五：将步骤四得到的获取物倒入烧杯中，在低温条件下冷冻，随后进行冷冻干燥，得到氢键共价有机凝胶材料H_COG-2。

本发明的有益效果在于：

本发明合成方法得到的共价有机凝胶材料H_COG-2具有非晶态无定型结构，具有优良的热稳定性以及较大的比表面积。

附图说明

图1是本发明合成的H_COG-2的合成示意图。