噻唑基的富硫共价有机框架及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113336961A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110734856.1(22)申请日2021.06.30(71)申请人山西大同大学地址037009山西省大同市平城区兴云街1号(72)发明人贾治芳王科伟午赵霞刘慧君郭永(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人侯芳郭永丽(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图10页(54)发明名称噻唑基的富硫共价有机框架及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供一种噻唑基的富硫共价有机框架的制备方法，以氨基苯基取代的芳香化合物、含乙烯基芳香醛以及硫粉为原料溶于混合有机溶剂中，在氧化剂和催化剂的作用下进行一锅反应，反应结束后纯化得到噻唑基的富硫共价有机框架。本发明还公开了噻唑基的富硫共价有机框架以及其用途。本发明通过廉价易得的硫粉及胺、醛类化合物作为原料，一锅法制得兼具噻唑基和固硫的双功能COFs催化材料‑噻唑基的富硫共价有机框架，解决COFs因合成成本高、稳定性差以及多功能化的受限问题。CN113336961ACN113336961A权利要求书1/1页1.一种噻唑基的富硫共价有机框架的制备方法，其中，以氨基苯基取代的芳香化合物、含乙烯基芳香醛以及硫粉为原料溶于混合有机溶剂中，在氧化剂和催化剂的作用下进行一锅反应，反应结束后纯化得到噻唑基的富硫共价有机框架。2.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述氨基苯基取代的芳香化合物为1,3,5‑三(3‑氨基苯基)苯。3.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述含乙烯基的芳香醛为2,5‑二乙烯基对苯二甲醛。4.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述混合有机溶剂为邻二氯苯和醇。5.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述氨基苯基取代的芳香化合物、含乙烯基的芳香醛和硫粉的摩尔比为1︰1.5︰1.5。6.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述氧化剂为二甲基亚砜，所述催化剂为6M的醋酸水溶液。7.如权利要求1所述的制备方法，其中，将氨基苯基取代的芳香化合物、含乙烯基的芳香醛以及硫粉置于Pyrex管中，加入混合有机溶剂，超声均匀后加入氧化剂和催化剂，再次超声均匀后对体系进行真空处理，最后将Pyrex管置于120℃烘箱内静止反应3天得固体粉末，所述固体粉末进行纯化得到噻唑基的富硫共价有机框架。8.如权利要求7所述的制备方法，其中，纯化包括：所述固体粉末分别用水、乙醇、四氢呋喃洗涤三次，每次水、乙醇、四氢呋喃的用量均为20mL，用四氢呋喃进行索氏提取48小时得到噻唑基的富硫共价有机框架。9.一种由权利要求1至8中任一项所述的制备方法得到的噻唑基的富硫共价有机框架。10.一种如权利要求9所述的噻唑基的富硫共价有机框架在导电材料中的应用。2CN113336961A说明书1/8页噻唑基的富硫共价有机框架及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于导电材料技术领域，具体涉及一种可用于导电材料的噻唑基的富硫共价有机框架及其制备方法与应用。背景技术[0002]共价有机框架(COFs)作为一类具有独特“微纳结构”的纯有机骨架。灵活的单体设计，可调节的聚合物骨架(包括孔径、功能性修饰等)，周期性的永久孔道，高度有序的孔道不仅可以限域形成纳米“微反应器”。相比于三维COFs，二维COFs具有有序的层状堆积结构，π‑π相互作用保证层层之间的强的相互作用的同时也有利于框架内电荷的传输。虽然COFs结构具有独特的性质，但是将合适的光电基团引入至而为骨架使其具有独特的光电性质具有较大的挑战性。以此同时，一步法高效引入多功能化的光电活性的基团同样极具挑战。截至目前，科学工作者将芘基、卟啉基、酞箐基以及噻唑基等成功引入COFs骨架。鉴于该类材料在超级电容器、锂离子电池、锂硫电池、光电显示材料等领域都已经有广泛的应用且有着好的应用前景，得到了相关学术工作者的特别关注，但是，发展更多更好的合成策略来解决目前制备该类材料还存在着诸多问题，如怎么利用常规的有机砌块一锅多组分反应高效地实现该类材料的制备等。另外，现有的共价有机框架(COFs)的功能化需要合成结构相对复杂的功能性单体，合成价格昂贵；主流共价有机框架材料——席夫碱类COFs的稳定性问题亟待提高；在COFs骨架引入硫元素只能靠物理吸附的方式引入，稳定性极差，极大地影响了材料的性能。发明内容[0003]本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。[0004]本发明还有一个目的是提供一种噻唑基的富硫共价有机框架的制备方法，首先，其利用有机砌块的活性的专一性和反应活性活化能的差异性实现材料一步引入噻唑基引入到COFs框架里，同时噻唑基的稳定性也是优于席夫碱基C