[发明专利]含有双金属纳米粒子有机多孔材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种含有双金属纳米粒子有机多孔材料及其制备方法和应用，首先制备得到含有单齿、双齿、多齿配体的有机多孔材料，然后通过配位反应将两种金属化物螯合在有机多孔材料的骨架上，最后通过还原反应制备得到含有双金属纳米粒子的有机多孔材料。本发明制备得到的多孔材料可用于气体吸附、非均相催化、药物载体等领域。

技术领域

本发明属于多孔材料技术领域，具体涉及一种含有双金属纳米粒子有机多孔材料及其制 备方法和应用。

背景技术

近年来，有机多孔材料的合成取得了较快的发展，相比于传统的多孔材料，例如沸石、 二氧化硅、活性炭，有机多孔材料有着诸多的优势。有机多孔材料一般由质量轻的元素组成、 构造单体丰富多样、热力学和化学稳定性良好、聚合方法可选择性强、多孔性优异、孔径可 调等优点。目前不仅有众多贵金属催化得到的有机多孔材料，例如共价有机框架、共轭微孔 聚合物、多孔芳香骨架。此外通过廉价的三氯化铁催化得到的有机多孔材料也有诸多报道， 例如聚咔唑的常温常压制备、超交联的多孔材料的快速制备。有机多孔材料凭借其上述的优 势和以简单的以功能为导向的合成前修饰或合成后功能化修饰，已经在气体吸附分离、非均 相催化、能源储存与转化等领域表现出较好的应用。

发明内容

本发明提供一种含有双金属纳米粒子有机多孔材料及其制备方法和应用。

具体技术方案为：

含有双金属纳米粒子有机多孔材料，其制备方法，包括以下步骤：

(1)制备得到含有单齿、双齿、多齿配体的有机多孔材料；

(2)通过配位反应将两种金属化物螯合在有机多孔材料的骨架上；

(3)通过还原反应制备得到含有双金属纳米粒子的有机多孔材料。

进一步的，步骤(1)中有机多孔材料的制备方法为Sonogashira偶联反应。

制备有机多孔材料所用的催化剂为Pd(PPh₃)₂Cl₂、Pd(PPh₃)₄，Pd(dppf)Cl₂、Pd(OAc)₂、 PdCl₂、Pd(MeCN)₂Cl₂、Pd(PPh₃)₄、Pd(TFA)₂中的一种或多种混合。

制备有机多孔材料所用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、三乙胺、四氢呋喃、乙腈、乙二胺、 三乙醇胺共溶剂，或有机碱溶剂。

制备有机多孔材料所用的配体包括吡啶、连吡啶、邻菲罗啉中一种，或者它们的衍生物 中含有一个、两个或多个N原子的配体。

进一步的，步骤(3)还原反应中用的还原剂为硼氢化纳、氢气、硫化氢、碘化钾、金属单质、一氧化碳中一种。

步骤(3)所述的双金属纳米粒子包括金、钯、铂、铜、铁的任意两个的组合。

本发明所得的含有双金属纳米粒子有机多孔材料的孔径主要分布在0.5-500.0nm之间， 双金属粒径分布主要为0.1nm-500nm之间，BET比表面积为10-10000cm² g^-1。

通过本发明的制备方法获得的多孔材料的孔隙大小均在纳米尺度，其孔结构是通过共价 键连接构筑形成的，因此孔结构相对较稳定。

通过本发明的制备方法获得的多孔材料具有大的π共轭体系、丰富的电子，使得本发明 的多孔材料在检测二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、氢气等具有吸电子性质的化合物方面具 有广阔的应用前景。