一种金属配合物复合型COFs材料及其制备方法和应用

专利检索2026-02-04  0


本申请涉及催化材料,具体涉及一种金属配合物复合型cofs材料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、金属配合物具有优异的可调性、高活性、高选择性等优点,被广泛应用于各类工业催化过程、制药、食品加工等多个领域。然而,由于大多数均相金属配合物易溶于反应溶剂中,通过蒸发溶剂回收时易分解或转化,难以回收利用,导致部分稀有金属配合物催化剂的使用成本过高。如何将均相金属配合物异相化,在保持均相金属配合物的性能优势的同时,使其可回收重复利用,成为近年来科学家们研究的热点之一。

2、共价有机框架(cofs)是有机构建单元精确排布从而形成有序结构一种多孔晶体材料。共价有机框架(cofs)材料由于其高度多孔的结构、极高的表面积和充分的暴露吸附位点而受到广泛关注,广泛应用于气体吸附、气体存储、分子分离、催化、药物缓释等领域。由于cofs具有大的比表面积和高的孔隙率,这使得它们可以充当催化剂的载体,减少催化剂的聚集,同时引入多的催化位点,以制备具有高催化性能的复合催化剂。

3、开发基于带电有机框架结构的金属配合物复合cofs材料,在保持均相金属配合物催化性能的同时,克服均相金属配合物难以回收利用的缺点,具有重大的意义。


技术实现思路

1、本申请提供一种金属配合物复合型cofs材料及其制备方法和应用,通过将均相金属配合物与cof经静电结合实现异相化,旨在解决现有的均相金属配合物难以回收利用的问题。

2、为了达到上述目的,本申请采用以下技术方案予以实现。

3、本申请的第一方面,提供一种金属配合物复合型cofs材料的制备方法,包括:

4、将醛类配体、胺类配体与醋酸溶液分散于第一溶剂中,得到混合溶液;将所述混合溶液在惰性气氛下进行反应,反应液冷却后过滤、洗涤、烘干,得到多孔材料;其中,所述胺类配体含有磺酸基;

5、将所述多孔材料悬浮于醋酸钠溶液中,在室温下搅拌,过滤、洗涤、烘干,得到带负电cofs材料;

6、将金属配合物溶于第二溶剂中,得到前驱液;将所述带负电cofs材料分散于前驱液中,室温下搅拌,经过滤、洗涤、烘干,得到金属配合物复合型cofs材料。

7、在一些实施例中,所述醛类配体为三醛基苯类衍生物;

8、和/或:

9、所述胺类配体为含有磺酸基的二氨基苯类衍生物;

10、和/或:

11、所述金属配合物为阳离子金属配合物。

12、在一些实施例中,

13、所述三醛基苯类衍生物包括三醛基间苯三酚、4,4,4,4-(芘-1,3,6,8-四基)四苯甲醛或2,4,6-三(4醛基苯基)-1,3,5-三嗪;

14、和/或:

15、所述含有磺酸基的二氨基苯类衍生物包括二氨基苯磺酸、2,5-二氨基-1,4苯二磺酸、4,4-二氨基联苯-2,2-二磺酸或4,4-二氨基联苯-2-磺酸;

16、和/或:

17、所述阳离子金属配合物为钌配合物。

18、在一些实施例中,所述钌配合物为以下化合物中的任意一种:

19、

20、在一些实施例中,所述醛类配体的醛基与所述胺类配体的氨基的摩尔比为1:1;

21、所述混合溶液中,醛类配体的摩尔浓度为0.05-0.1mmol/ml;

22、所述前驱液中,金属配合物的浓度为0.04-1mg/ml。

23、在一些实施例中,所述金属配合物与所述cofs材料的质量比为(0.01-0.2):1。

24、在一些实施例中,所述第一溶剂包括1,4-二氧六环、甲醇、均三甲苯、四氢呋喃中的任意两种;

25、第二溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈中的任意一种或多种的混合物。

26、在一些实施例中,所述第一溶剂选自:

27、1,4-二氧六环与均三甲苯以体积比0.2-5混合;

28、或,甲醇与均三甲苯以体积比0.2-5混合;

29、或,四氢呋喃与均三甲苯以体积比0.2-5混合;

30、或,1,4-二氧六环与甲醇以体积比0.2-5混合;

31、所述第二溶剂为水。

32、本申请的第二方面,提供上述制备方法制备的金属配合物复合型cofs材料。

33、本申请的第三方面,提供上述金属配合物复合型cofs材料在催化水分解中的应用。

34、与现有技术相比,本申请的有益效果为:

35、本申请的金属配合物复合型cofs材料中,带正电的均相金属配合物通过静电作用吸附于带负电的cofs材料上,一方面保持了均相金属配合物的性能优势,其反应活性位点明确、利用率高;另一方面制备的金属配合物复合型cofs材料为固体,其易于回收,大幅降低了使用成本。

36、本申请的金属配合物复合型cofs材料,制备方法简单,催化效率高,具有良好的应用前景。



技术特征:

1.一种金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于,所述钌配合物为以下化合物中的任意一种:

5.根据权利要求1所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于,所述金属配合物与所述cofs材料的质量比为(0.01-0.2):1。

7.根据权利要求1所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂包括1,4-二氧六环、甲醇、均三甲苯、四氢呋喃中的任意两种;

8.根据权利要求7所述的金属配合物复合型cofs材料的制备方法,其特征在于,所述第一溶剂选自:

9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的金属配合物复合型cofs材料。

10.权利要求9所述的金属配合物复合型cofs材料在催化水分解中的应用。


技术总结
本申请涉及催化材料技术领域,公开了一种金属配合物复合型COFs材料及其制备方法和应用。所述金属配合物复合型COFs材料的制备方法,包括:将醛类配体、胺类配体与醋酸溶液分散于第一溶剂中,得到混合溶液;将所述混合溶液在惰性气氛下进行反应,反应液冷却后过滤、洗涤、烘干,得到多孔材料;其中,所述胺类配体含有磺酸基;将所述多孔材料悬浮于醋酸钠溶液中,在室温下搅拌,过滤、洗涤、烘干,得到带负电COFs材料;将金属配合物溶于第二溶剂中,得到前驱液,将所述COFs材料分散于前驱液中,室温下搅拌,经过滤、洗涤、烘干,得到金属配合物复合型COFs材料。本申请的金属配合物复合型COFs材料,易于回收,制备方法简单,催化效率高,具有良好的应用前景。

技术研发人员:王蕾,邵梦娇,谭广,汪奥迪,张心怡
受保护的技术使用者:上海理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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