TW201837081A - 耐熱結晶性微孔共價有機框架聚醯亞胺、離子性共價有機框架聚醯亞胺及兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺材料的合成方法 - Google Patents

耐熱結晶性微孔共價有機框架聚醯亞胺、離子性共價有機框架聚醯亞胺及兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺材料的合成方法 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種耐熱性及結晶性共價有機框聚醯亞胺微孔材料的合成方法，包含提供2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪單體及二酸酐單體在適量離子液體下進行聚合反應，產生高結晶性共價有機框聚醯亞胺。共價有機框聚醯亞胺在離子液體反應條件下進行化學改質，形成離子性共價有機框架聚醯亞胺及兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺。

Description

耐熱結晶性微孔共價有機框架聚醯亞胺、離子性共價有機框架聚醯亞胺及兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺材料的合成方法
本發明相關於一種耐熱結晶性微孔共價有機框架聚醯亞胺、離子性共價有機框架聚醯亞胺及兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺材料的合成方法。
多孔材料是一類由開放孔道構成的骨架結構材料，通常具有比表面積大、密度小等特點，在能源、環境及生命科學等領域存在著廣闊的應用前景。近年來，隨著有機物質被廣泛應用於多孔材料中，有機多孔材料逐漸引起了研究人員的關注。此類材料由輕元素(碳、氫、硼、氮等)構成，藉由共價鍵連接而具有較高的穩定性、良好的結構可裁剪性和功能可調控性。經過近10年的蓬勃發展，此方向已成為當前研究的熱點，是一個具有重大應用前景的前沿基礎研究領域。在眾多的有機多孔材料中，共價有機框架化合物(covalent organic frameworks，COFs)由於具有結構規整、孔道均一等特點，格外引人關注。相對於無定型有機多孔材料，如共軛有機微孔聚合 物，COFs具有周期性排列的結構，是一類晶體材料。它不僅孔徑可調、孔結構可長久保持，而且可通過理論計算來模擬其晶體結構。此類多孔材料發展非常迅速，已被廣泛應用於氣體吸附與分離、催化、光電功能材料、能源等領域。
隨著人們對COFs認識的逐漸深入，其合成方法在不斷拓展，但如何提高結晶度的COFs仍然是此領域的研究重點和難點。
因此，為解決上述問題，本發明的目的即在提供一種耐熱性高結晶共價有機框架聚醯亞胺微孔材料的合成方法。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種耐熱性高結晶共價有機框架聚醯亞胺微孔材料的合成方法，包含：提供2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪及二酸酐單體於一試管；加入離子液體於該試管中；冷卻該試管；對該試管抽真空；以及封閉該試管並對該試管加熱以使該三胺單體及該二酸酐單體反應形成聚醯亞胺共價有機框架化合物。
在本發明的一實施例中係提供一種合成方法，其中該三胺單體為2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪。
在本發明的一實施例中係提供一種合成方法，其中該離子液體為咪唑為主的的離子液體為合成使用的有機溶劑。
R1：H,CH3,C2H5,C3H7,C4H9,C5H11,C6H13,C7H15,C8H17,C9H19,C10H21,C11H23,C12H25
R2：CH3,C2H5,C3H7,C4H9,C5H11,C6H13,C7H15,C8H17,C9H19,C10H21,C11H23,C12H25
X：Cl,F,I,Br,BF4,PF6,(CF3SO2)2N,CF3SO3,CH3SO3
本發明亦提供由上述含2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪胺單體所製得的共價有機框架聚醯亞胺之化合物，及其製備方法。
本發明亦提供由上述含2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪單體所製得的離子性共價有機框架聚醯亞胺之衍生物，及其製備方法。
X：Cl,Br,I,F
R：CH3,C2H5,C3H7,C4H9,C5H11,C6H13,C7H15,C8H17,C9H19,C10H21.
本發明亦提供由上述含2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪單體所製得的兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺之衍生物，及其製備方法。
藉此創新獨特創作，使本發明對照先前技術而言，可達 到如下功效：
一、藉由於本發明藉由離子液體為綠色有機溶劑，有益於環境的保護。
二、藉由離子液體可製備成具有結晶性的共價有機框架聚醯亞胺。
三、藉由離子液體可製備成具有離子性共價有機框架聚醯亞胺。
四、藉由離子液體可製備成具有兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺。
五、藉由離子液體為溶劑可合成微孔型有機框架聚醯亞胺、微孔型離子性共價有機框架聚醯亞胺及微孔型兩性離子性共共價有機框架聚醯亞胺。
六、藉由離子液體可製備成具有耐熱性共價有機框架聚醯亞胺。
第一圖：本創作之共價有機框架聚醯亞胺、離子性共價有機框架聚醯亞胺及兩性離子離子性共價有機框架聚醯之結構圖。
第二圖：本創作共價有機框架聚醯亞胺紅外線光譜圖。
第三圖：本創作共價有機框架聚醯亞胺熱裂解圖。
第四圖：本創作共價有機框架聚醯亞胺X射線繞射圖。
本發明之一實施例一之共價有機框架聚醯亞胺。共價有機框架聚醯亞胺的合成方法，提供一當量2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪單體及1.5當量二酸酐單體於特殊試管中並加入適量的離子液體，係以液態氮冷卻該試管，降低試管內的反應物的溫度使反應物不易揮發。冷卻該試管的情況下對該試管抽真空。封閉該試管並對該試管加熱以使該三胺單體及該二酸酐單體反應形成共價有機框架聚醯亞胺化合物。在本實施例中，係以一烘箱高溫烘烤該試管數天。再選擇適當的有機溶劑清洗固體粉末，烘乾後即可得產物。
本發明之一實施例二之離子性共價有機框架聚醯亞胺。離子性共價有機框架聚醯亞胺微孔材料的合成方法，提供一當量2.4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪單體及1.5當量二酸酐單體於特殊試管中並加入適量的離子液體，係以液態氮冷卻該試管，降低試管內的反應物的溫度使反應物不易揮發。冷卻該試管的情況下對該試管抽真空。封閉該試管並對該試管加熱以使該三胺單體及該二酸酐單體反應形成共價有機框架聚醯亞胺化合物。在本實施例中，係以一烘箱高溫烘烤該試管數天。選擇適當的有機溶劑清洗固體粉末，烘乾後添入鹵烷化合物於特殊試管中，並加入適量離子液體，係以液態氮冷卻該試管，降 低試管內的反應物的溫度使反應物不易揮發。冷卻該試管的情況下對該試管抽真空。封閉該試管並對該試管加熱以使共價有機框架聚醯亞胺化合物進行化學改質，形成離子性共價有機框架聚醯亞胺化合物。在本實施例中，係以一烘箱高溫烘烤該試管數天。選擇適當的有機溶劑清洗初產物，烘乾後即可得產物。
本發明之一實施例三之兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺微孔材料的合成方法，提供一當量2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪單體及1.5當量二酸酐單體於特殊試管中並加入適量的離子液體，係以液態氮冷卻該試管，降低試管內的反應物的溫度使反應物不易揮發。冷卻該試管的情況下對該試管抽真空。封閉該試管並對該試管加熱以使該三胺單體及該二酸酐單體反應形成共價有機框架聚醯亞胺化合物。在本實施例中，係以一烘箱高溫烘烤該試管數天。選擇適當的有機溶劑清洗固體粉末，烘乾後添入磺酸內酯化合物於特殊試管中，並加入適量離子液體，係以液態氮冷卻該試管，降低試管內的反應物的溫度使反應物不易揮發。冷卻該試管的情況下對該試管抽真空。封閉該試管並對該試管加熱以使共價有機框架聚醯亞胺化合物進行化學改質，形成兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺化合物。在本實施例中，係以一烘箱高溫烘烤該試管數天。選擇適當的有機溶劑清洗初產物，烘乾後即可得產物。
所得出的共價有機框架聚醯亞胺化合物的微孔可達到10奈米以下，更佳地可達到5奈米以下的尺寸，並且具有良好的耐熱性，可作為儲氫材料或用於分離氣體，並可運用在燃料電池、鋰電池及各種催化反應的領域。並且本合成方法的溶劑可以回收，是對環境友善的綠能合成方法。
所得出的離子性共價有機框架聚醯亞胺化合物的微孔可達到10奈米以下，更佳地可達到5奈米以下的尺寸，並且具有良好的耐熱性，可作為儲氫材料或用於分離氣體，並可運用在燃料電池、鋰電池及各種催化反應的領域。並且本合成方法的溶劑可以回收，是為對環境友善的綠能合成方法。
所得出的兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺化合物的微孔可達到10奈米以下，更佳地可達到5奈米以下的尺寸，並且具有良好的耐熱性，可作為儲氫材料或用於分離氣體，並可運用在燃料電池、鋰電池及各種催化反應的領域。並且本合成方法的溶劑可以回收，是為對環境友善的綠能合成方法。
本發明實施例一、二及三所述之方法，其中離子液體為
R1：H,CH3,C2H5,C3H7,C4H9,C5H11,C6H13,C7H15,C8H17,C9H19,C10H21,C11H23,C12H25
R2：CH3,C2H5,C3H7,C4H9,C5H11,C6H13,C7H15,C8H17,C9H19,C10H21,C11H23,C12H25
X：Cl,F,I,Br,BF4,PF6,(CF3SO2)2N,CF3SO3,CH3SO3
請參閱第1~4圖，藉由紅外線光譜圖、XRD及熱裂解圖清楚揭示本創作之效果。
以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說，對於此項技術具有通常知識者當可在不違背創作精神及節疇下對上述之實施例作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。

Claims (8)

  1. 一種如式(I)之共價有機框架聚醯亞胺之合成方法，其系包含：a. 1當量2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪與1.5當量二酸酐置入於一試管中。b. 加入適量的離子液體。c. 急速冷卻試管且抽真空，並封閉該試管。d. 將此試管置於高溫下烘烤數天以使2,4,6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪與二酸酐進行聚合反應形成共價有機框架聚醯亞胺化合物。e. 選擇適當的有機溶劑清洗初產物即可得共價有機框架聚醯亞胺。
  2. 一種如式(II)之共價有機框架離子性聚醯亞胺之合成方法，其系包含：a. 將適量的(I)產物及鹵烷化合物置於試管中。b. 加入適量的離子液體。c. 急速冷卻試管且抽真空，並封閉該試管。d. 將此試管置於高溫下烘烤數天以使(I)進行化學改質。e. 選擇適當的有機溶劑清洗初產物即可得離子性共價有機框架聚醯亞胺。 X：Cl,Br,I,F R：CH 3,C 2H 5,C 3H 7,C 4H 9,C 5H 11,C 6H 13,C 7H 15,C 8H 17,C 9H 19,C 10H 21,
  3. 一種如式(III)之兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺之合成方法，其系包含：a. 將適量的(I)產物及磺酸內酯化合物置於試管中。b. 加入適量的離子液體。c. 急速冷卻試管且抽真空，並封閉該試管。d. 將此試管置於高溫下烘烤數天以使(I)進行化學改質。e. 選擇適當的有機溶劑清洗初產物即可得兩性離子性共價有機框架聚醯亞胺。 R：C 4H 8,C 3H 6
  4. 如請求項1、2及3所述之方法，其中該離子液體為： R 1：H,CH 3,C 2H 5,C 3H 7,C 4H 9,C 5H 11,C 6H 13,C 7H 15,C 8H 17,C 9H 19,C 10H 21,C 11H 23,C 12H 25 R 2：CH 3,C 2H 5,C 3H 7,C 4H 9,C 5H 11,C 6H 13,C 7H 15,C 8H 17,C 9H 19,C 10H 21,C 11H 23,C 12H 25 X：Cl,F,I,Br,BF 4,PF 6,(CF 3SO 2) 2N,CF 3SO 3,CH 3SO 3
  5. 一種耐高溫型的共價有機框架化合物其系包含請求項1、2及3所述之方法所製備之產物。
  6. 一種高結晶型的共價有機框架化合物其系包含請求項1、2及3所述之方法所製備之產物。
  7. 一種微孔型的共價有機框架化合物其系包含請求項1、2及3所述之方法所製備之產物。
  8. 一種表面積大的共價有機框架化合物其系包含請求項1、2及3所述之方法所製備之產物。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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