[发明专利]一类含有磺酸基团的共价有机框架材料及其制备和应用

权利要求书

1.一类含有磺酸基团的共价有机框架材料用于快速吸附水中氨氮离子的用途，其特征在于，所述共价有机框架材料称为TJU-COFs-SO₃H；

所述共价有机框架材料由1，3，5-三醛基间苯三酚和磺酸苯二胺类单体为反应物，均三甲苯、1，4-二氧六环、乙酸为反应溶剂通过席夫碱反应制备，制备方法具体包括以下步骤：

(1)将1，3，5-三醛基间苯三酚和磺酸苯二胺类单体加入反应器，然后加入反应溶剂，超声5～10分钟使反应物和溶剂充分混合；

(2)采用液氮对反应器中的混合物进行循环脱气，直至无气泡产生；

(3)将循环脱气后的混合物进行真空融封，并置于真空80～120℃条件下反应3天，过滤得磺酸共价有机框架粗体；

(4)将所得磺酸共价有机框架粗体用有机溶剂清洗干净并在真空80～180℃条件下活化12～24小时，最终得所述含有磺酸基团的共价有机框架材料；

所述的1，3，5-三醛基间苯三酚与磺酸苯二胺类单体的摩尔比为1：1.5～2；

所述的反应溶剂中均三甲苯和1，4-二氧六环的用量为：每克反应物使用量10～30mL，所述乙酸的浓度为3～6mol/L，用量为：每克反应物使用量1～6mL；

所述的磺酸苯二胺类单体包括为2,5-二氨基苯磺酸，2,5-二氨基苯-1,4-二磺酸，4,4'-二氨基[1,1'-联苯]-3-磺酸，4,4'-二氨基-3,3'-联苯二磺酸中任选一种。

2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的共价有机框架材料如下式I或式II所示：

式I：

其中R和R1代表HSO₃或H；

式II：

其中R和R1代表HSO₃或H。

3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的TJU-COFs-SO3H为纳米线形状结构，长度为10～100μm，宽度为10～100nm。

4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的TJU-COFs-SO3H具有微孔结构，孔径为0.8～10nm。

5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)循环脱气是将混合物循环进行冷冻、抽气和解冻。

6.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(4)清洗用有机溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、二氯甲烷中任选两种配合四氢呋喃使用，有机溶剂的使用量为：每克产物投加5～20mL。