一種含雜原子有機微孔材料及其制備和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含雜原子有機微孔材料及其制備和應用，所述有機微孔材料的結構通式為：其中，R各自獨立的選自氫、疏水性基團、親水性基團、手性基團、酯基、氰基、氨基、巰基中的一種；其制備方法包括：（1）以間溴碘苯或者2-溴-4-碘-吡啶為起始原料，通過Sonogashira反應、Suzuki偶聯(lián)反應合成二苯炔衍生物，然后通過八羰基化二鈷催化的三聚反應合成前驅體；（2）將上述所得前驅體通過三氯化鐵作為氧化劑的Scholl反應，制備含雜原子的有機微孔材料。本發(fā)明的含雜原子有機微孔材料可用于制備儲存氣體、吸收氫氣、二氧化碳、甲烷及環(huán)境中氮氧化物的能源環(huán)保材料，且具有優(yōu)良的光學性能；本發(fā)明制備方法簡單，性能優(yōu)異。
【專利說明】一種含雜原子有機微孔材料及其制備和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于有機微孔材料領域，特別涉及一種含雜原子有機微孔材料及其制備和應用。
【背景技術】
[0002]經(jīng)典的微孔材料包括沸石、活性炭和金屬有機框架化合物(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)。沸石和活性炭是研究較早的微孔材料，由于其具有豐富的孔隙，大的比表面積及表面酸堿性，因此可以作為催化材料和吸附分離材料，被廣泛應用于石油加工、日用化工和環(huán)境保護等領域。但同時它們也存在合成條件相對單一、可控性差、難以進行特殊的功能化等缺點，因此在其他領域的應用受到了一定的限制。
[0003]金屬有機框架化合物于1998年由Yaghi小組首次報道，近十幾年來得到學術界廣泛的重視。它是由金屬離子和有機配體自組裝形成的，由于具有大的比表面積、可調的物理化學性質以及較容易修飾等優(yōu)點，其在非線性光學材料、磁性材料、超導材料和儲氫材料等新領域具有潛在的應用前景。然而，此類材料由弱的配位鍵組成，因此熱穩(wěn)定性相對較差，同時對于酸、堿、空氣、水汽等相對敏感。此外，在材料成型過程中孔道中會包含一些客體分子(通常為溶劑分子)，在脫除客體分子的過程中通常會伴隨骨架的坍塌。這些微孔材料各自存在的缺陷，促使人們去尋求新的構筑永久多孔材料的策略，期望通過簡潔有效的方法合成穩(wěn)定的、能滿足不同應用需求的多孔材料。正是基于這種研究背景之下，共價鍵結合的純粹的多孔有機材料(Porous Organic Polymers, POPs)應運而生,并以其大的比表面積、低的骨架密度、可控的化學物理性質、簡易的功能化以及合成策略多樣化等特性，在短短的十年中得到了蓬勃的發(fā)展。
[0004]微孔有機材料由于具有大的比表面積、低的骨架密度和多樣性的合成策略等優(yōu)點，近幾年來引起人們廣泛的研究興趣。這一領域目前的研究熱點主要集中在設計合成新的、功能化的多孔有機材料，并將其應用于氣體吸附、多相催化和有機光電等領域。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種含雜原子有機微孔材料及其制備和應用，該有機微孔材料性能優(yōu)良，可應用到吸附氣體，光電材料，多相催化，儲氫材料等新型功能材料開發(fā)中。
[0006]本發(fā)明一種含雜原子有機微孔材料，該有機微孔材料的結構通式為:
[0007]
【權利要求】
1.一種含雜原子有機微孔材料，其特征在于:所述有機微孔材料的結構通式為:
2.根據(jù)權利要求1所述的一種含雜原子有機微孔材料，其特征在于:所述的含雜原子有機微孔材料具體為:
3.如權利要求1所述的一種含雜原子有機微孔材料的制備方法，包括: (O前驅體的制備: 以間溴碘苯或2-溴-4-碘吡唳為起始原料,通過Sonogashira、Suzuki偶聯(lián)反應合成二苯炔衍生物，再通過八羰基二鈷催化的三聚反應合成前驅體；(2)將上述前驅體通過三氯化鐵作為氧化劑的Scholl反應，制備高分子聚合物，即得含雜原子有機微孔材料。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種含雜原子有機微孔材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的三氯化鐵的用量與前驅體用量的摩爾比為大于或等于9:1。
5.如權利要求1所述的一種含雜原子有機微孔材料應用于制備吸附氣體或儲存氣體的功能材料。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種含雜原子有機微孔材料應用于制備吸附氣體或儲存氣體的功能材料，其特征在于:所述的氣 體為氮氧化物、氫氣、二氧化碳中的一種或幾種。
7.如權利要求1所述的一種含雜原子有機微孔材料應用于制備光電材料。
【文檔編號】B01J20/26GK103554445SQ201310504821
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】金武松, 張燈青, 李賢英, 張月, 李生志 申請人:東華大學, 上海交通大學