[发明专利]一种负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接共价有机框架材料的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接共价有机框架材料的制备方法，包括：S1，将含三嗪单元的醛基单体与胺基单体通过希夫碱缩合得到亚胺连接的共价有机框架材料；S2，将亚胺连接共价有机框架材料与硫粉研磨、真空煅烧，得到苯并噻唑连接的共价有机框架材料；S3，将苯并噻唑连接的共价有机框架材料溶解，依次加入钯盐溶液、还原剂，洗涤、干燥后得到负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接的共价有机框架材料。本发明提供的合成路线简便，适合大规模应用。

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体涉及一种负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接共价有机框架材料的制备方法及应用。

背景技术

金属纳米颗粒是一类在化学合成与传感领域被广泛使用的材料。超细的粒径以及较大的比表面积使其具有优异的催化性能。然而，其较高的表面能使得金属纳米颗粒十分容易发生团聚，从而使其催化能力大大降低。此外，大部分催化反应需要高温条件，使得团聚效应更为严重。因此，寻找一种合适的基质作为金属纳米颗粒的载体至关重要。目前使用较多的载体包括金属氧化物、多孔硅胶及碳材料等，这些材料都具有良好的化学稳定性，然而其与金属纳米颗粒之间的相互作用较弱，没有从根本上解决这类催化剂容易聚集失活的问题。

共价有机框架材料是一类由有机单元组成的有机多孔聚合物，非常适合作为金属纳米颗粒的载体。首先，其具有较大的比表面积与有序的孔道结构，可以为金属纳米颗粒提供充足、分散的负载位点。同时结合其良好的可设计性，可以向材料中定向掺杂杂原子增强材料对金属的锚定作用，有效防止催化剂失活。此外，共价有机框架材料普遍具有长程有序的共轭结构，在有机半导体及光电领域有着广阔的应用前景。然而共价有机框架材料必须通过可逆反应合成，可逆的共价键连接使其化学稳定性不尽如人意，大大限制了其应用范围。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本发明提供了一种负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接共价有机框架材料的制备方法及应用，用于至少部分解决传统方法得到的共价有机框架材料化学稳定性差、催化剂易失活等技术问题。

(二)技术方案

本发明一方面提供了一种负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接共价有机框架材料的制备方法，包括：S1，将含三嗪单元的醛基单体与胺基单体通过希夫碱缩合得到亚胺连接的共价有机框架材料；S2，将亚胺连接共价有机框架材料与硫粉研磨、真空煅烧，得到苯并噻唑连接的共价有机框架材料；S3，将苯并噻唑连接的共价有机框架材料溶解，依次加入钯盐溶液、还原剂，洗涤、干燥后得到负载钯纳米颗粒的苯并噻唑连接的共价有机框架材料。

进一步地，S1具体包括将2，4，6-三(4-甲酰基苯基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(4-胺基苯基)-1，3，5-三嗪和催化剂加入溶剂中，加热进行反应，得到亚胺连接共价有机框架材料。

进一步地，S1中S1中2，4，6-三(4-甲酰基苯基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(4-胺基苯基)-1，3，5-三嗪的摩尔比为1∶0.5～2，物质的量浓度均为0.01～0.1mol/L。

进一步地，S1中催化剂为乙酸水溶液，浓度范围为3～6mol/L；S1中溶剂为三甲苯、1，4-二氧六环的混合溶剂，三甲苯、1，4-二氧六环、乙酸水溶液的体积比为5∶5∶1～10∶10∶1。

进一步地，S1中反应容器为石英管，将石英管置于液氮浴中，待溶液完全凝固后真空脱气至0mbar，密封石英管，将密封石英管置于油浴中加热进行反应。

进一步地，S2中亚胺连接共价有机框架材料与硫粉的质量比为1∶1～20，研磨方法包括在研钵中手动研磨或在球磨机中球磨。

进一步地，S2中真空煅烧包括将研磨后的亚胺连接共价有机框架材料与硫粉在真空石英管中以1～10℃/分钟的速率加热至100～155℃，保持2～4小时，再以1～5℃/分钟的速率加热至300～400℃，保持2～4小时。