[发明专利]多孔芳香骨架材料及其制备方法和在光催化氢化、还原反应中的应用

说明书

本发明属于化学领域，具体涉及多孔芳香骨架材料及其制备方法和在光催化氢化、还原反应中的应用。本发明提供了一种多孔芳香骨架材料，其结构如式Ⅰ所示。本发明还提供了上述多孔芳香骨架材料的制备方法。本发明还提供了上述多孔芳香骨架材料在光催化氢化反应和光催化金属离子还原反应的应用。本发明提供的材料具有较高的稳定性，具有永久的孔道结构和较大的比表面积，有利于促进光催化过程中电荷的传递，提升光催化反应效率。

技术领域

本发明属于化学领域，具体涉及多孔芳香骨架材料及其制备方法和在光催化氢化、还原反应中的应用。

背景技术

多孔芳香骨架材料具有良好的热稳定性、化学稳定性，兼具可设计性强、光电性质优越等特点，因此可以作为一种新型的光催化剂。通过对结构的改变，可以加入不同的电子给体与电子供体，形成共轭的D-A(Donor-Acceptor，给体-受体)结构。一方面，共轭结构使得聚合物成为半导体，利于载荷子的迁移；另一方面，D-A结构可增强分子内电荷转移，使得聚合物的吸收带红移，可以在可见光的照射下进行光催化反应。常规的无机半导体材料如TiO₂、g-C₃N₄，比表面积较小，对太阳光的利用率低，这两大缺点严重限制了这类材料的应用。而多孔芳香骨架材料具有微孔结构，大大提高了材料的比表面积，使得光催化过程中电子空穴复合的概率降低。同时，通过结果设计，D-A结构也使得多孔芳香骨架材料可以利用更多的太阳光，实现太阳光的高效光催化反应。

现有的光催化剂研究主要集中于水污染物的去除、空气的净化、光解水、还原二氧化碳等，使用有机材料的研究较少。使用有机材料进行光催化氢化反应和金属离子还原反应更是鲜有报道，且现有的光催化剂存在转化率低、对太阳光光谱利用不足等缺点。

发明内容

本发明提供了一种多孔芳香骨架材料，其结构如式Ⅰ所示：

其中，X为C或N；R₁为R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、-OH、-NH₂、-CN、-CF₃或硝基。

作为本发明优选的方案，X为C或N；R₁为R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为C1～C4烷氧基、-NH₂、-CN、-CF₃或硝基。

进一步优选的，X为C或N；R₁为R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为C1～C4烷氧基、-NH₂或-CN。

更进一步优选，X为C或N；R₁为R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为甲氧基、-NH₂或-CN。

最优的，X为C或N；R₁为R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为甲氧基、-NH₂或-CN。

当R₁为时，上述多孔芳香骨架材料的结构如式Ⅱ所示：

其中，X为C或N；R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、-OH、-NH₂、-CN、-CF₃或硝基。

作为本发明优选的方案，X为C或N；R₂为苯基、取代的苯基、所述取代苯基的取代基为C1～C4烷氧基、-NH₂或-CN。