专利名称：有机多孔材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及功能材料领域，特别是具有光电性能的高比表面积有机多孔材料及其制备方法。
背景技术：
随着我国工业的高速发展，先进功能材料的开发与研究受到广泛的重视，其作用和意义不言而喻。在各种各样的不断被开发和应用的材料当中，多孔材料由于其空旷的骨架结构一直备受全世界科研工作者的关注，并且在离子交换、吸附与分离和主客体化学等领域都有广泛的应用。起初，多孔材料研究为由无机物种构筑的具有特定的孔道结构材料。这包括孔径小于2nm的微孔材料，孔径在2至50nm的介孔材料及孔径大于50nm的大孔材料。近年来，有机配体与金属通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的金属-有机骨架化合物MOFs (metal-organic-frameworks)引起人们广泛的兴趣。其通常是指有机配体与金属通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的金属-有机骨架晶体材料。一方面是由于其具有大量传统分子筛所不具备的优点，如不寻常的孔穴形状、更加温和的合成条件及潜在的对孔穴大小和尺寸的可控性；另一方面是由于其具有性质独特、结构多样化、 不寻常的光、电、磁效应等特点。因此，金属-有机骨架化合物在吸附、催化、光学、电学以及磁学等多方面拥有巨大的应用潜力。此外，研究者还将金属-有机骨架化合物的孔特征与光、电、磁等多种功能相结合，设计出一些新颖的具有两种或两种以上功能的复合分子材料。然而得到的MOFs在去除客体分子后，其有序结构就随之破坏，因此MOFs稳定性还需要提高，另外由于MOF结构的构筑通常需要金属元素参与，这就增加了材料本身的比重，而这将成为其作为气体储存或液体吸附材料应用的致命缺陷。2005年，0. MJaghi报道了由轻元素(碳，氢，氧，硼)构筑的通过共价键连接的有机骨架多孔材料C0Fs(COValent organic frameworks)。这些有机多孔聚合物材料具备MOF孔性质的可控、可调便、可修饰优点之外较MOFs稳定，而且具有较大的比表面积，较小的密度，同时可以通过调节反应单体来控制多孔材料的化学性质，使其在催化，光学，电学，分离等方面有很好的应用前景。然而，有机多孔聚合物材料的性能仍有待进一步提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有光电性能的高比表面积有机多孔材料。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为有机多孔材料，为具有式[1]结构单元的聚四苯锗。
权利要求
1.有机多孔材料，其特征在于所述有机多孔材料为具有式[1]结构单元的聚四苯锗。
2.根据权利要求1所述的有机多孔材料，其特征在于 所述有机多孔材料的BET比表积为沈00-2000平方米/克。
3.制备权利要求1所述有机多孔材料的方法，其特征在于所述有机多孔材料是由反应单体进行山本型乌尔曼偶联反应制得，其中，所述反应单体的通式如下
4.根据权利要求3所述的制备有机多孔材料的方法，其特征在于包括如下步骤 步骤1 将催化剂和催化剂配体加入到无水非质子有机溶剂中，然后将所述催化剂、所述催化剂配体和所述无水非质子有机溶剂的混合物置于预热到20 140°C的油浴中，使所述催化剂老化0. 5 3小时，其中所述催化剂选自零价镍有机配合物或二价镍有机配合物； 所述催化剂配体选自2，2’-联吡啶、1，5-环辛二烯中或三苯基磷的任意一种或它们的混合物；所述催化剂与所述催化剂配体的物质的量的比为(0. 2 1.幻1 ；步骤2 向所述步骤1的产物中加入所述反应单体的非质子有机溶剂的溶液，使反应起始时所述反应单体的浓度保持在0. OOlM 5M之间，且所述催化剂与所述反应单体的物质的量的比值为(4-12) 1 ；步骤3 将所述步骤2获得的溶液保持在20 140°C，反应10分钟到120小时，停止反应；步骤4，向所述步骤3得到的产物中加入浓酸，破坏剩余的催化剂，并将析出的絮状产物过滤出来；步骤5，分别用水、甲醇(或丙酮)和氯仿的热溶液洗涤所述步骤4的产物，却除无机盐及可以溶解的有机物，得到的产物在80 200°C真空干燥4 40小时，得到具有式[1]所示的重复单元的聚合物。
5.根据权利要求4所述的制备有机多孔材料的方法，其特征在于所述非质子有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、 苯或甲苯中的任一一种。
6.根据权利要求5所述的制备有机多孔材料的方法，其特征在于包括如下步骤 步骤1，将1，5-环辛二烯、2，2-联吡啶及双1，5-环辛二烯镍加入到N，N-二甲基甲酰胺或甲苯溶液中，将其置入预热到20°C-14(TC的油浴中，使催化剂老化0. 5-3小时，其中，1，5_环辛二烯与2，2’_联吡啶、双1，5_环辛二烯镍的物质的量的比为1 (0.8 1. 3) (1 1. 5)；步骤2，加入相应摩尔数的对溴四苯锗或对碘四苯锗的N，N-二甲基甲酰胺或者甲苯溶液，使对溴四苯锗或对碘四苯锗的的浓度保持在0. 001M-5M之间，同时保证双1，5-环辛二烯镍与对溴四苯锗或对碘四苯锗的物质的量的比值为G-12) 1 ；步骤3，将上述溶液保持与步骤1中相同的温度，反应10分钟到5天，停止反应； 步骤4，向反应体系中加入浓盐酸，破坏剩余的双1，5_环辛二烯镍，并将析出的絮状产物过滤出来；步骤5，分别用水、甲醇(或丙酮)和氯仿的热溶液洗除去无机盐及可以溶解的有机物， 最后产物在80 200°C真空干燥4 40小时，得到聚合物聚四苯锗。
7 根据权利要求6所述的制备有机多孔材料的方法，其特征在于包括如下步骤 步骤1，所述1，5_环辛二烯与2，2’ -联吡啶、双1，5_环辛二烯镍的物质的量的比为1:1:1。
8.根据权利要求4至7任一项所述的制备有机多孔材料的方法，其特征在于所述步骤5包括如下步骤步骤5. 1，将所述步骤4得到的产物每次用10-100毫升50-100°C水处理3_5次，过滤； 步骤5. 2，将所述步骤5. 1的产物每次用10-100毫升20-70°C甲醇(或丙酮)处理3_5 次，过滤；步骤5. 3，将所述步骤5. 2的产物每次用10-100毫升20-60°C氯仿处理3_5次，过滤； 步骤5. 4，将所述步骤5. 3的产物在80-200°C条件下，由普通油泵抽真空处理4_40小时，真空度小于10-3mmHg，得到聚合物。
9.根据权利要求3至7—项所述的制备有机多孔材料的方法，其特征在于 ’ OCH3COOCH3所述去,办
全文摘要
本发明公开一种有机多孔材料，其以具有四面体结构而且刚性的四苯锗作为构造多孔材料的基元，具有金刚石结构单元，具有高比表面积及优良的光电性能，在催化、光学、电学、分离等方面有很好的应用前景。本发明还公开制备该有机多孔材料的方法。
文档编号C08G61/12GK102477146SQ20101056246
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者朱广山, 裘式纶, 裴翠颖, 贲腾 申请人:珠海市吉林大学无机合成与制备化学重点实验室