[发明专利]一种离子化纳米多孔有机网络聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种离子化纳米多孔有机网络聚合物及其制备方法和应用。本发明提供的离子化纳米多孔有机网络聚合物，具有式I所示结构，本发明提供的离子化纳米多孔有机网络聚合物具有多重刺激响应，实施例结果表明，本发明提供的离子化纳米多孔有机网络聚合物对光照刺激、压力刺激、溶剂刺激、阴离子刺激和气体刺激均有响应。由此说明，本发明提供的离子化纳米多孔有机网络聚合物具有多重刺激响应特性，解决了现有技术中单重刺激响应的问题。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种离子化纳米多孔有机网络聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，离子化纳米多孔有机网络结构(NIONS)由于其结构含有丰富的阴/阳离子基元，作为一种新型的、具有广泛应用的功能化材料而被学术和工业界逐渐重视。相比于传统聚合物材料，这类材料除了利用本身动态的离子键合以及阴阳离子交换等特点调控孔道功能之外，还可以利用库伦相互作用，离子π作用以及离子桥连作用来增强对客体分子的选择识别能力。例如张袁健等人通过在多孔C₃N₄体系中引入离子电荷增强聚合物材料的离子电导率；Saman Ghasimi等人通过在多孔聚合物侧链接入离子化的官能团，实现了聚合物的光化学性能调控。

目前来说，刺激响应多孔材料对于外界刺激往往具有单重响应，例如 AlbertoCredi等人将具有光响应的偶氮基团引入多孔聚合物骨架中，通过光照实现了CO₂吸附量的调控；Thomas Bein等人提供的芘基多孔共价有机框架薄膜对于溶剂刺激具有超快变色响应(低于200ms)。尽管单一刺激响应材料近年来得到了较大的发展，但是这些响应材料只能用于单一的刺激环境，无法实现多重刺激响应。

发明内容

本发明提供了一种离子化纳米多孔有机网络聚合物及其制备方法和应用，本发明提供的离子化纳米多孔有机网络聚合物对光、力、化学刺激等具有多重响应。

本发明提供了一种离子化纳米级多孔有机网络聚合物，具有式I所示结构：

本发明还提供了上述技术方案所述离子化纳米多孔有机网络聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三聚氯氰进行交联反应，得到离子化纳米级多孔有机网络聚合物；所述1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三聚氯氰的摩尔比为 1.35～1.55:1。

优选的，所述交联反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂包括乙醚和/ 或乙酸乙酯。

优选的，所述1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三聚氯氰进行交联反应的具体过程包括：分别将1,2-二(4-吡啶基)乙烯和三聚氯氰配制 成1,2-二(4-吡啶基)乙烯溶液和三聚氯氰溶液，然后将1,2-二(4-吡啶基)乙烯溶液和三聚氯氰溶液混合进行交联反应。

优选的，所述1,2-二(4-吡啶基)乙烯溶液的浓度为0.05～0.3mol/L；所述三聚氯氰溶液的浓度为0.05～0.3mol/L。

优选的，所述1,2-二(4-吡啶基)乙烯溶液和三聚氯氰溶液混合的方式为：将所述1,2-二(4-吡啶基)乙烯溶液滴加到三聚氯氰溶液中；所述滴加的速度为1～2滴/秒。

优选的，所述交联反应的温度为80～100℃；所述交联反应的时间为 36～72h。

本发明还提供了上述技术方案所述离子化纳米级多孔有机网络聚合物或者上述技术方案所述方法制备得到的离子化纳米级多孔有机网络聚合物作为光照传感器、压力传感器、溶剂传感器、阴离子传感器和气体传感器的应用。

优选的，所述溶剂传感器对乙腈具有选择性识别作用；所述阴离子传感器对二氰胺离子具有选择性识别作用；所述气体传感器对氨气具有选择性识别作用。