[发明专利]共价有机框架聚合物、材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种共价有机框架聚合物、材料及其制备方法和应用。所述共价有机框架聚合物，在丙烯氰基连接键连接的共价有机框架的基础上，于侧链引入了给电子的C1～C8烷氧基团，在框架内与氰基形成多个给体‑受体的八极网络结构；相应的共价有机框架材料具有红光发射特性。

技术领域

本发明涉及有机材料技术领域，特别是涉及共价有机框架聚合物、共价有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

共价有机框架(Covalent Organic Frameworks,COFs)，是一种主要由碳、氢、氧、氮、硼等元素构成的有机分子，通过共价键连接形成，是具有规则几何结构的晶态共轭多孔聚合物。自从2005年美国加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的O.M.Ygahi教授课题组首次合成并发表共价有机框架聚合物COF-1以来，COF就因其孔道结构的有序性、功能化多样性、相对较大的孔隙率以及较低的密度、较高的化学和热稳定性等突出性质，引起了人们的广泛关注和研究。

由于COFs所具有的可调的化学结构和有益的特殊性质，COFs在催化、光电、气体吸附/分离和储存、化学和生物传感、荧光检测、药物载体等方面的应用被大量报道，COFs的多功能应用前景也使其成为了一种热门的新型材料。在过去的数十年里，COFs因其均一且易于功能化的结构特点而备受关注，虽然通过合理的设计与发射官能团的引入，有一些具备荧光发射性质的COFs得到了报道。不过，目前仍存在对COFs进行功能改进，进一步扩大其应用范围的迫切需求。

发明内容

基于此，本发明提供一种共价有机框架聚合物、共价有机框架材料及其制备方法和应用。该共价有机框架聚合物具备良好的红光发射特性。

本发明的一方面，提供一种共价有机框架聚合物，所述共价有机框架聚合物包括如下所示的结构单元：

其中，各R分别独立地选自C1～C8烷基。

在其中一个实施例中，所述R均相同，且所述R为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或者辛基。

本发明的又一方面，提供一种共价有机框架材料，所述共价有机框架材料含有如上所述共价有机框架聚合物。

本发明的又一方面，提供一种共价有机框架材料的制备方法，包括如下步骤：

配制步骤：制备含有原料A、原料B、催化剂的混合液；其中，所述原料A为(苯-1,3,5-三酰基)三乙腈；所述催化剂为碱剂；和

反应步骤：对所述混合液进行溶剂热反应；

所述原料B为2,5-二烷氧基苯-1,4-二甲醛，其具有如下所示结构特征：

其中R分别独立地选自C1～C8烷基。

在其中一个实施例中，所述R均相同，且所述R为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或者辛基。

在其中一个实施例中，所述混合液的溶剂为均三甲苯与1,4-二氧六环的混合液，或者邻二氯苯和正丁醇的混合液。

在其中一个实施例中，所述溶剂热反应的条件包括：反应温度为90℃～150℃，反应时间为48h～72h。

在其中一个实施例中，所述碱剂为氢氧化钠水溶液，

在其中一个实施例中，所述原料A和所述原料B的摩尔比为1:(1～2)。

本发明的另一方面，提供如上所述共价有机框架聚合物、如上所述共价有机框架材料，或者如上所述制备方法制备得到的共价有机框架材料在发光材料、发光电子器件或深度生物成像中的应用。

与传统技术相比较，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：