一种光门控共价有机框架膜及其制备方法

    专利查询2026-08-07  7


    本公开涉及膜材料的,尤其涉及一种光门控共价有机框架膜及其制备方法。


    背景技术:

    1、光门控共价有机框架膜(light-gated covalent organic framework membrane)是一种结合了光响应特性和共价有机框架(cof)优势的新型膜材料。光门控cof膜材料能够在光照条件下实现分子或离子传输通道的开闭,从而实现对物质传输的精确控制的膜材料。这种膜材料结合了cof的多孔性、可调功能性和光敏分子的刺激响应性,为分子分离、药物传输、环境修复等领域提供了新的解决方案。

    2、目前制备光门控cof膜的方法中,主要是原位聚合法,即将含有光敏基团的cof反应单体混在一起聚合反应,但是这种情况下由于反应单体空间位阻大,单体溶解度低等问题,难以制备出光门控cof膜,光敏基团难以发挥作用,限制了光门控cof膜的实际应用。


    技术实现思路

    1、本公开提供了一种光门控共价有机框架膜及其制备方法,以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

    2、根据本公开的第一方面,提供了一种光门控共价有机框架膜的制备方法,所述方法包括:

    3、将对苯偶氮基苯甲酰氯溶解于有机溶剂中,再加入催化性质子捕获剂,获得反应溶液;所述催化性质子捕获剂用于催化反应并捕获质子;

    4、将预制备的共价有机框架膜浸渍于所述反应溶液中,在0-60℃,反应4-24h,得到光门控共价有机框架膜。

    5、在一可实施方式中,所述有机溶剂包括四氢呋喃、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

    6、在一可实施方式中,所述对苯偶氮基苯甲酰氯在所述有机溶剂中的浓度为0.2-1g/l。

    7、在一可实施方式中,所述催化性质子捕获剂包括三乙胺、吡啶中的至少一种。

    8、在一可实施方式中,所述催化性质子捕获剂与所述有机溶剂的质量比为1:20-50。

    9、在一可实施方式中,所述预制备的共价有机框架膜通过以下方法制备:

    10、将阳极氧化铝基膜安装于扩散池中隔成两室,在其中一室放入含氨基单体和醛基单体的有机溶液,另一室放入含催化剂的水溶液,室温下静置,自由扩散反应72h,得到共价有机框架膜。

    11、在一可实施方式中,所述氨基单体中的氨基官能团对称,所述氨基单体的浓度为1-5mmol/l。

    12、在一可实施方式中,所述醛基单体中的醛基官能团对称,所述醛基单体的浓度为1-5mmol/l。

    13、在一可实施方式中,所述有机溶液中的溶剂包括均三甲苯、1,4-二氧六环、甲苯、乙酸乙酯、邻二氯苯中的一种或多种。

    14、根据本公开的第二方面,提供了一种光门控共价有机框架膜,根据上述任一项方法制备。

    15、本公开提供的光门控共价有机框架膜的制备方法,通过共价有机框架膜苯环上的酚羟基与对苯偶氮基苯甲酰氯中的酰氯基团的酰化反应,利用后修饰法在预制备的共价有机框架膜上引入偶氮苯基团,从而获得光门控共价有机框架膜。本方案通过后修饰法则允许在已形成的共价有机框架膜基础上进行精确的化学修饰,从而更容易地控制膜的结构和性能。另外后修饰法制备方法简单,有助于降低制备成本和提高生产效率。

    16、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



    技术特征:

    1.一种光门控共价有机框架膜的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述有机溶剂包括四氢呋喃、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对苯偶氮基苯甲酰氯在所述有机溶剂中的浓度为0.2-1g/l。

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述催化性质子捕获剂包括三乙胺、吡啶中的至少一种。

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述催化性质子捕获剂与所述有机溶剂的质量比为1:20-50。

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预制备的共价有机框架膜通过以下方法制备:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述氨基单体中的氨基官能团对称,所述氨基单体的浓度为1-5mmol/l。

    8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述醛基单体中的醛基官能团对称,所述醛基单体的浓度为1-5mmol/l。

    9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述有机溶液中的溶剂包括均三甲苯、1,4-二氧六环、甲苯、乙酸乙酯、邻二氯苯中的一种或多种。

    10.一种光门控共价有机框架膜,其特征在于,根据权利要求1-9任一项所述方法制备。


    技术总结
    本公开提供了一种光门控共价有机框架膜及其制备方法,所述方法包括:将对苯偶氮基苯甲酰氯溶解于有机溶剂中,再加入催化性质子捕获剂,获得反应溶液;所述催化性质子捕获剂用于催化反应并捕获质子;将预制备的共价有机框架膜浸渍于所述反应溶液中,在0‑60℃,反应4‑24h,得到光门控共价有机框架膜。通过共价有机框架膜苯环上的酚羟基与对苯偶氮基苯甲酰氯中的酰氯基团的酰化反应,利用后修饰法在预制备的共价有机框架膜上引入偶氮苯基团,从而获得光门控共价有机框架膜。一方面容易地控制膜的结构和性能,另外后修饰法制备方法简单,有助于降低制备成本和提高生产效率。

    技术研发人员:徐凯,姜忠义,张润楠,成丽娟,王辉,张显娟
    受保护的技术使用者:天津大学浙江研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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