[发明专利]一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及有机多孔晶体材料和荧光传感技术领域，具体涉及一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用。基于苯并硒二唑的共价有机框架结构式如式Ⅰ所示：

技术领域

本发明涉及有机多孔晶体材料和荧光传感技术领域，具体涉及一种基于苯并硒二唑的共价有机框架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。

共价有机框架(COFs)材料是一种纯有机的晶态多孔材料，具有组成和结构的多样性、较大的比表面积、规则的孔道结构及孔道尺寸可调控等特点。COFs是完全依靠共价键连接构建而成的，具有较好的机械稳定性和化学稳定性。基于以上特点，COFs材料在气体的存储和分离、有机物的吸附、药物分子的负载与运输、光催化、电催化和传感等方面具有广泛的应用价值。

现有技术中通常构筑COFs材料的反应为硼酸脱水反应、硼酸和酚类的反应和席夫碱反应等。目前报道的大多数COFs材料中的连接键为硼氧键和亚胺键，由于其是可逆共价键，在严苛的环境中，会分解而导致COFs骨架的坍塌，这限制了COFs材料的应用。如何构筑更加稳定的COFs材料，这一难题制约着COFs材料的发展。从2016年，基于碳碳双键连接的COFs(sp² COFs)首次被合成出来，自此，碳碳双键连接的COFs材料开始发展。为了丰富sp²COFs的种类及开发其新的应用，构筑新的sp² COFs材料非常重要。

硒二唑结构具有优良的光电化学性质，在光电催化和传感中有广泛用途。但由于基于硒二唑的衍生分子在合成上具有一定的难度，使得用于构筑含苯并硒二唑多孔聚合物的单体种类十分有限。sp² COFs由碳碳双键连接，碳碳双键可逆性差，更加难以得到高质量高结晶性的sp² COFs材料。在此之前并未有基于苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料被制备出来。

因此发明人发现克服合成方面的困难来制备含有苯并硒二唑结构的合适的单体，将其引入到sp² COFs材料中，不仅丰富了sp² COFs材料的种类，还能开发其新的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于苯并硒二唑的共价有机框架及其制备方法与应用，本发明通过利用4,4'-(苯并硒二唑-4,7-二基)二乙腈和1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘之间发生Knoevenagel缩合反应，填补了之前没有含有苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料的空白，所述共价有机框架材料对钯离子有快速响应性和高选择性，荧光强度在2分钟内达到稳定，检测限为0.45μM；本发明方法对设备要求低，制备方法简单，制备的基于苯并硒二唑的碳碳双键连接的共价有机框架材料具有较高的比表面积和较强的化学稳定性，在光电催化和分离方面有很高的应用价值。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种基于苯并硒二唑的共价有机框架，其结构式如式Ⅰ所示：

在本发明的第二方面，提供一种第一方面所述基于苯并硒二唑的共价有机框架的制备方法，所述制备方法为：先将4,7-二溴-2,1,3-苯并硒二唑和4-氰甲基苯硼酸反应生成4,4'-(苯并硒二唑-4,7-二基)二乙腈，结构如式(a)所示；然后4,4'-(苯并硒二唑-4,7-二基)二乙腈和1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘发生Knoevenagel缩合反应，得到PY-SE-COF，如式(Ⅰ)所示。

在本发明的第三方面，提供一种第二方面所述基于苯并硒二唑的共价有机框架在钯离子荧光传感器中的应用。

发明的具体实施方式具有以下有益效果：