[发明专利]一种片层状二维多孔共价有机骨架材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种片层状二维多孔共价有机骨架材料的制备方法，具体为：首先，将4,6‑二氨基间苯二酚二盐酸盐进行脱盐酸处理，得到4,6‑二氨基间苯二酚；再向4,6‑二氨基间苯二酚中加入2,4,6‑三(4‑醛基苯基)‑1,3,5‑三嗪，然后进行程序升温反应，待反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入蒸馏水，抽滤，洗涤至中性，干燥，得到片层状二维多孔共价有机骨架(COFs)材料。本发明方法制备得到的片层状结构的COFs材料，具有高度的共轭结构，对可见光具有较高的响应能力，具有较高的可见光催化制氢性能。

技术领域

本发明属于有机骨架材料制备技术领域，具体涉及一种片层状二维多孔共价有机骨架材料的制备方法。

背景技术

近两个世纪以来，能源短缺和环境污染是人类生存面临的两个主要挑战性问题。氢能具有能量密度高、无污染，是一种非常理想的清洁能源。目前，随着材料科学的飞速发展，光催化分解水制氢是一种最理想的氢能获取方法。其中，共价有机骨架(COFs)材料由于其孔道架构的有序性、径宽可调、比表面积相对高、制备方法繁多和易于功能化修饰等特点，日渐成为多相催化剂领域的研究热点。这些COFs材料具有可调控的化学和物理性能，是一类具有广泛应用前景的新型材料，在储气、吸附、分离、药物输送、光电催化等方面展现出优异的性能。但是，由于催化剂有限的光稳定性、低的结晶度，以及多电子扩散-控制的质子还原过程的缓慢性，制备一种催化效率高、合成方法简单的COFs材料往往具有一定的挑战性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片层状二维多孔共价有机骨架材料的制备方法，提高了共价有机骨架材料光催化制氢的性能。

本发明采用的技术方案是，一种片层状二维多孔共价有机骨架材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐进行脱盐酸处理，得到4,6-二氨基间苯二酚；

步骤2，向4,6-二氨基间苯二酚中加入2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪，然后进行程序升温反应，待反应结束后，冷却至室温，向反应液中加入蒸馏水，抽滤，用蒸馏水反复洗涤直至中性，干燥，得到片层状二维多孔共价有机骨架材料。

本发明的特点还在于，

步骤1，具体为：将4,6-二氨基间苯二酚和多聚磷酸加入到压力管中，经过三次氮气脱气处理，然后在氮气保护下，在70～85℃的油浴锅中反应8h，脱去盐酸。

每9～12mmol的4,6-二氨基间苯二酚对应1L多聚磷酸。

步骤2中，4,6-二氨基间苯二酚与2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪的摩尔比为1.5～2：1。

步骤2中，程序升温反应的具体过程为，首先在100～105℃的条件下反应6h，然后在120～130℃的条件下反应12h，之后于140～150℃的条件下反应12h，再于160～170℃的条件下反应6h，最后在180～190℃的条件下反应6h。

本发明的有益效果是：本发明制备方法，首次利用4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐与2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪为原料，成功地合成了有机骨架COFs材料，反应条件温和，合成工艺简单易于实现；另外，本发明方法制备得到的片层状结构的COFs材料，具有高度的共轭结构，对可见光具有较高的响应能力，具有较高的可见光催化制氢性能。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的COFs材料及原料2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪和二4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐的红外光谱图；

图2是本发明实施例1制备的COFs材料的固体核磁谱图；

图3是本发明实施例1制备的COFs材料及原料2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪和二4,6-二氨基间苯二酚二盐酸盐的紫外漫反射图；