本发明属于光催化材料领域，具体涉及一种联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料在光催化分解水产氢气与双氧水（h2o2）中的应用。
背景技术：
1、新世纪以来，伴随着人们对能源需求和环境保护意识的日益提高，共价有机框架材料成为近代科学界研究的热点。共价有机框架材料在光催化产氢方面的应用被广泛研究，但对于不需要牺牲剂的光催化全分解水的研究较少。本发明提供了一种联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料，其是由醛基与胺基缩合形成亚胺键连接的共价有机框架，具有很好的溶剂稳定性与热稳定性，独特的光电性质、良好的吸光能力。具有合适的带隙宽度与能带结构，满足光催化全分解水的热力学条件，能在可见光照下将水催化分解为h2与h2o2这类清洁能源，对解决地球的能源问题具有很大的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料在光催化分解水产氢气与双氧水中的应用。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料在光催化分解水产氢气与双氧水中的应用，其是以2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪（tftp）与5,5'-二氨基-2,2'-联吡啶（bpy）为反应单体合成联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料tfpt-bpy cof，然后通过还原的方式在其上后功能化修饰pt，以制得能够在不使用牺牲剂的情况下，利用可见光高效地将水催化分解成h2和h2o2的光催化材料pt@tfpt-bpy cof。
4、进一步地，所述光催化材料pt@tfpt-bpy cof的制备包括如下步骤：
5、1）将tftp和bpy加入到均三甲苯和二氧六环的混合溶液中，并加入醋酸溶液作为催化剂，将混合体系在液氮浴中快速冷冻并解冻，之后抽真空三次至内部压力为0 mbar，再进行火焰密封，然后将已经封管的反应体系从室温升温至120℃，保温3天，再降至室温，经抽滤、洗涤、干燥得到共价三嗪有机框架材料tfpt-bpy cof；
6、2）将所得tfpt-bpy cof与10mg/ml的六水合氯铂酸水溶液分散在甲醇中，超声并搅拌1.5~3h，之后将溶液进行旋蒸，再向得到的粉末中加入冰甲醇与nabh4水溶液，继续搅拌2~6h，经洗涤得到光催化材料pt@tfpt-bpy cof。
7、进一步地，步骤1）中所用tftp和bpy的摩尔比为2:3。
8、进一步地，步骤1）混合溶液中均三甲苯和二氧六环的体积比为1:1。
9、进一步地，步骤1）所述醋酸溶液的浓度为3~6mol/l，其用量为混合溶液体积的1/10。
10、进一步地，步骤2）中所用冰甲醇的体积为六水合氯铂酸水溶液体积的50倍。
11、进一步地，步骤2）中所用nabh4的量为所用pt前驱体质量的10-12倍，所述nabh4水溶液的浓度为0.5mol/l。
12、进一步地，所得光催化材料pt@tfpt-bpy cof中pt的负载量为3wt%。
13、所述光催化材料pt@tfpt-bpy cof在光催化全分解水产氢气与双氧水中的具体应用方法是将光催化材料pt@tfpt-bpy cof与去离子水加入反应器中，并使反应体系处于真空状态，之后在20℃搅拌条件下，以带有420nm截止滤光片的300w氙灯为光源进行反应。
14、本发明利用溶剂热法，在相对温和的条件下制备了一种联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料，该材料是一类由共价键连接起来的具有周期性网络结构的晶态多孔材料，其具有明确的空隙结构、有序的孔道结构、大比表面积、高孔隙率、低密度，具有吸收一定波段可见光并激发光电子的半导体特性，且共价有机框架的结构单元通常具有刚性的π型骨架和多个反应位点，可以在框架内灵活地设计不同的官能团。使用nabh4将pt还原负载到该材料上以制得光催化材料，所得光催化材料可在不使用牺牲剂的情况下、在可见光范围内将水催化分解生成h2和h2o2。该方法具有可重复操作性，良好的经济效益与环境效益。
15、本发明的有益效果在于：
16、1）本发明通过溶剂热法，在均三甲苯和二氧六环的混合溶剂中利用2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪和5,5'-二氨基-2,2'-联吡啶发生催化反应得到一种具有联吡啶与三嗪基团的共价有机框架材料，该材料具有较多的微孔结构，较窄的带隙宽度与合适的能带结构，将金属负载在该共价有机框架材料上后，可在可见光下进行光催化全分解水。
17、2）本发明工艺条件简单，可重复性强；所用到的化学试剂与设备价格合理其易于获得，适用性强，工业应用价值高，易于推广利用。
1.一种联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料在光催化分解水产氢气与双氧水中的应用，其特征在于：以2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪与5,5'-二氨基-2,2'-联吡啶为反应单体合成联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料，然后通过还原的方式在其上后功能化修饰pt，以制得能够在不使用牺牲剂的情况下，利用可见光高效地将水催化分解成h2和h2o2的光催化材料。
2. 根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料的合成具体是将2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪、5,5'-二氨基-2,2'-联吡啶和醋酸溶液的混合体系在液氮浴中快速冷冻并解冻，之后抽真空三次至内部压力为0 mbar，再进行火焰密封，然后将已经封管的反应体系从室温升温至120℃，保温3天，再降至室温，抽滤，洗涤，干燥。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所用2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪和5,5'-二氨基-2,2'-联吡啶的摩尔比为2:3。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所用醋酸溶液的浓度为3~6mol/l。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述混合体系中还含有作为溶剂的均三甲苯和二氧六环，两者体积比为1:1。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述后功能化修饰具体是把共价三嗪有机框架材料分散于甲醇中，并加入pt前驱体的水溶液进行超声，经旋蒸后加入nabh4搅拌2~6小时使pt还原负载在联吡啶基团连接的共价三嗪有机框架材料上。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述pt前驱体的水溶液的浓度为10mg/ml，所用pt前驱体为h2ptcl6▪6h2o。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述nabh4的用量为所用pt前驱体质量的10-12倍。
9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述光催化材料中pt的负载量为3wt%。