亚胺共价有机框架负载的富勒烯C.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CN113444255A(43)申请公布日2021.09.28(21)申请号202110589239.7(22)申请日2021.05.28(71)申请人云南大学地址650091云南省昆明市翠湖北路2号(72)发明人邱立赵鑫(74)专利代理机构昆明祥和知识产权代理有限公司53114代理人和琳(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/48(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/24(2013.01)权利要求书3页说明书10页附图7页(54)发明名称亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料及其制备方法与超级电容器应用(57)摘要亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料及其制备方法与超级电容器应用，涉及材料领域，具体而言涉及共价有机框架负载的富勒烯C60材料及其制备方法。以三种有机小分子DHTA、TAPB、BATA作为构筑单元，使用溶剂热法合成了亚胺共价有机框架材料。之后基于点击化学反应，以碘化亚铜作为催化剂，将富勒烯衍生物BBM‑C60通过共价键连接到共价有机框架材料孔道中，实现共价有机框架负载的富勒烯C60([C60]X‑COF)材料的制备。所合成的材料保留了富勒烯C60独特的π电子共轭体系和良好的电子传输特性，更是通过作为模板的COF材料实现了其在空间上的均匀分布，减缓了富勒烯材料由于团聚现象造成的利用效率不足以及性能较低的问题，实现了富勒烯C60材料在超级电容器领域的运用。CN113444255ACN113444255A权利要求书1/3页1.亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料，其特征在于富勒烯C60与共价有机框架通过共价键进行连接，其结构式如下：其中，C60与TAPB的摩尔比为0‑0.16。2.如权利要求1所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料，其特征在于所述的亚胺共价有机框架为a％N3‑COF，a％是5‑33％，其结构式为：3.如权利要求2所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料，其特征在于所述的亚胺共价有机框架为25％N3‑COF。4.如权利要求1所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料，其特征在于所述的富2CN113444255A权利要求书2/3页勒烯C60为BBM‑C60，以宾格尔反应Bingelreaction为基础，与带有炔基的丙二酸酯类物质进行反应，实现炔基衍生化而获得，其结构式为：5.如权利要求1所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，制备a％N3‑COF材料；其中，a＝mol(BATA)/mol(BATA+DHTA)，即BATA的mol量占BATA与DHTA的mol量百分比；步骤二，合成富勒烯衍生物BBM‑C60；步骤三，亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料[C60]X‑COF的制备，其中X为C60与TAPB的摩尔比；合成步骤如下式：6.如权利要求5所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料的制备方法，其特征在于所述a％N3‑COF材料的制备方法为溶剂热法，取摩尔比为1:2‑19的BATA/DHTA二醛小分子原料，另取官能团数目匹配的TAPB三胺小分子，即2*mol(BATA+DHTA)＝3*mol(TAPB)，加入体积比为(1±0.2):(1±0.2)的邻二氯苯和正丁醇，反应体系浓度控制在0.066‑0.1mol/L；使反应体系混合均匀，继续在超声条件下缓慢加入6±0.2mmol/L的乙酸0.1‑0.2ml；之后液氮中冻抽，在真空条件下使用火焰密封玻璃管，烘干、静置至少3天，取出产生的橙色固体物质，在四氢呋喃的条件下索氏提取、真空干燥后得到a％N3‑COF材料。7.如权利要求5所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料的制备方法，其特征在于所述的a％N3‑COF材料为25％N3‑COF材料，采用BATA、DHTA、TAPB三种有机小分子作为构筑单元，通过亚胺键连接形成晶态聚合物，其摩尔比为1:3:2.67。8.如权利要求5所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料的制备方法，其特征在于所述的富勒烯C60衍生物BBM‑C60，以Bingel反应为基础，通过与丙二酸苄‑3‑炔酯反应，使3CN113444255A权利要求书3/3页C60衍生化后带有炔基侧链，从而通过点击化学反应与叠氮基团反应，负载到COF材料的孔道中。9.如权利要求5所示的亚胺共价有机框架负载的富勒烯C60材料的制备方法，其特征在于所述的共价有机框架负载的富勒烯C60材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1，富勒烯衍生物BBM‑C60材料溶解在9±2毫升N,N‑二甲基乙酰胺中，将研磨过的a％N3‑COF材料48.66±1mg加