[发明专利]一种多孔有机框架材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及多孔有机框架材料领域，具体为一种多孔有机框架材料及其制备方法与应用，所述多孔有机框架材料分别为POF‑1、POF‑2、POF‑3，采用三组分一锅法类Biginelli聚合反应，简易合成了含有脲基单元的新型POFs材料。该新型POFs材料具有丰富的孔结构并且结构稳定，对有机难降解污染物吸附效果较佳。

技术领域

本发明涉及多孔有机框架材料领域，具体为一种多孔有机框架材料及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

多孔有机框架(Porous organic frameworks,简称POFs)是共价有机框架(COFs)、共价三嗪框架(CTFs)、多孔芳香族框架(Porous aromatic frameworks,PAFs)等的统称，是通过共价键链接而成的多孔聚合物材料，具有比表面积大、永久孔隙率高、热稳定性和化学稳定性好等显著特点。基于此，POFs及其功能复合材料在气体的吸附存储、荧光检测、色谱分离及催化等方面均具有广泛的应用前景。

脲基与水有非常强的亲和力，尿素参与的缩合反应可以很容易地在温和的条件下进行。除此之外，脲基还可以作为过渡金属的结合位点。因此，制备含有脲基的POFs材料，其高比表面积协同配位作用，有望增强其对金属离子的吸附和稳定化作用，从而在催化及重金属离子吸附领域具有重要的应用潜力。

多组分反应是将三种或者三种以上的原料加入到反应体系中，通过一锅法的形式，不经过中间体的分离提纯而直接获得结构复杂的终产物，多组分反应体现了高度的原子经济性，被认为是合成分子多样性和复杂性的有效手段。Biginelli反应是一类典型的多组分反应，并以该反应的发现者、意大利化学家Pietro Biginelli进行命名，在1893年首次被报道。该反应具有操作简单、一锅煮的特点，通过该反应得到的产物3,4-二氢嘧啶-2-酮衍生物具有广泛的生物活性和药理活性，在生物医药领域具有重要的研究和应用价值。苯乙酮、苯甲醛以及尿素三者进行的反应与Biginelli反应相似，被称为类Biginelli反应。迄今为止，利用类Biginelli反应制备多孔有机框架材料的研究还未见报道。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种多孔有机框架材料及其制备方法与应用，采用三组分一锅法类Biginelli聚合反应，简易合成了含有脲基单元的新型POFs材料。该新型POFs材料具有丰富的孔结构并且结构稳定，对有机难降解污染物吸附效果较佳。

具体地，本公开的技术方案如下所述：

在本公开的第一方面，提供一种多孔有机框架材料(POF-1)，如式Ⅰ所示：

在本公开的第二方面，提供一种多孔有机框架材料(POF-1)的制备方法，所述制备方法包括：将1，3，5-三(4-乙酰基苯基)、对苯二甲醛、尿素按照一定比例溶解在反应溶剂中，加入催化剂，一定温度下反应，待冷却至室温后，离心分离，并依次用乙醇、四氢呋喃进行洗涤，经真空干燥即得POF-1产品。

在本公开的第三方面，提供一种多孔有机框架材料(POF-2)，如式Ⅱ所示：

在本公开的第四方面，提供一种多孔有机框架材料(POF-2)的制备方法，所述制备方法包括：将1，3，5-三(4-乙酰基苯基)、1,3,5-三(对甲酰基苯基)苯、尿素按照一定比例溶解在反应溶剂中，加入催化剂，在一定温度下反应，待冷却至室温后，离心分离，并依次用乙醇、四氢呋喃进行洗涤，经真空干燥即得POF-2纯品。

在本公开的第五方面，提供一种多孔有机框架材料(POF-3)，如式Ⅲ所示：