一种二聚化共价有机网络结构及其制备方法

专利2026-05-18  5


本发明涉及一种二聚化共价有机网络结构及其制备方法,属于纳米材料。


背景技术:

1、共价有机框架(cofs)材料是一种新兴的由有机分子组成以共价键连接的结晶性多孔高分子材料。与传统的无机多孔材料相比,共价有机框架材料的显著优势在于它们具有良好的结构可裁剪性和功能可调性。cofs材料由于具有高的热稳定性、大的比表面积及孔隙率、可控的化学物理性质、低的骨架密度、永久开放的孔道结构及合成策略多样化等特点,使其在催化技术、气体分离及储存、光电材料、环境与能源等诸多领域中有重要的应用前景。自从2005年含硼类的cofs被首次合成,cofs材料的发展突飞猛进,其拓扑结构从零维拓展到三维,种类从无定形到晶形,孔径从微孔到介孔,越来越多的cofs材料被发现。主要有含硼类的cofs材料、亚胺类的cofs材料和三嗪类的cofs材料等。

2、此外,二聚化是合成一系列高级烯烃的一种重要而实用的方法。表面合成作为一个新兴的研究领域,旨在通过单体构建块的共价键在固体表面上制造一维(1d)和二维(2d)纳米结构。在表面合成中,二聚化通常被定义为两个相同的分子聚合,从而形成单个分子(即二聚体)的过程。在以往的研究中,二聚体通常被认为是最终产物形成过程中的中间体。然而,其作为共价耦联的最终产物的构建块而出现是及其罕见的。这需要专门的前躯体分子以及精细的退火实验才能使其可行。


技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题及不足,本发明提供一种二聚化共价有机网络结构及其制备方法。本发明利用2,2′,7,7′-tetrabromo-9,9′-biflurenyliden(tbf)前驱体分子会在金衬底的催化诱导下发生分级的化学反应形成有机共价产物的策略,将tbf前驱体分子沉积到金衬底表面,以获得在金衬底上有tbf自组装结构的样品,将所述样品升温到生长温度后对所述样品进行一系列温度的退火处理,最终得到二聚化共价有机网络结构的产品。

2、一种二聚化共价有机网络结构及其制备方法,其具体步骤包括:

3、步骤1、制备金单晶基底;

4、步骤2、2,2′,7,7′-tetrabromo-9,9′-biflurenyliden(tbf)前驱体分子蒸发并沉积在步骤1的金单晶基底得到沉积在基底上的tbf自组装结构,沉积过程控制基底上的tbf自组装结构和金单晶基底温度为25~30℃;

5、步骤3、将步骤2的tbf自组装结构和基底进行第一次升温至生长温度保温处理得到一维tbf单体聚合链;

6、步骤4、然后将步骤3的一维tbf单体聚合链和基底进行第二次升温至生长温度保温处理得到tbf二聚化共价有机网络结构。

7、所述金单晶基底的制备过程,具体为:

8、步骤1.1、在超高真空腔内,对金衬底进行氩离子溅射处理得到金基底;

9、步骤1.2、将步骤1.1得到的金基底加热到330℃,保温10-30min得到金单晶基底。

10、所述步骤2中2,2′,7,7′-tetrabromo-9,9′-biflurenyliden(tbf)前驱体分子蒸发温度为140℃~145℃,沉积时间为1min~6min。

11、所述步骤3和步骤4中生长温度150~310℃,保温20-60min。

12、上述2,2′,7,7′-tetrabromo-9,9′-biflurenyliden(tbf)前驱体分子在金衬底发生化学反应形成二聚化共价有机网络结构的退火升温速率包括但不限于5℃/min。

13、本发明的有益效果是:

14、(1)本发明能制备得到二聚化共价有机网络产品,该产品内部结构规则有序且具有手性特征;

15、(2)本发明制备得到的二聚化共价有机网络产品,是由以每两个tbf分子经过乌尔曼耦联和脱氢环化所形成的二聚体作为组成单元构筑的共价结构;

16、(3)本发明制备得到的二聚化共价有机网络的面积大于20平方纳米。



技术特征:

1.一种二聚化共价有机网络结构及其制备方法,其特征在于具体步骤包括:

2.根据权利要求1所述的二聚化共价有机网络结构及其制备方法,其特征在于:所述金单晶基底的制备过程,具体为:

3.根据权利要求1所述的二聚化共价有机网络结构及其制备方法,其特征在于:所述步骤2中2,2′,7,7′-tetrabromo-9,9′-biflurenyliden(tbf)前驱体分子蒸发温度为140℃~145℃,沉积时间为1min~6min。

4.根据权利要求1所述的二聚化共价有机网络结构及其制备方法,其特征在于:所述步骤3和步骤4中生长温度150~310℃,保温20-60min。


技术总结
本发明涉及一种二聚化共价有机网络结构及其制备方法,属于纳米材料技术领域。制备金单晶基底;2,2′,7,7′‑tetrabromo‑9,9′‑biflurenyliden(TBF)前驱体分子蒸发并沉积在金单晶基底得到沉积在基底上的二维TBF自组装网络结构,沉积过程控制基底上的自组装网络和金单晶基底温度为25~30℃;将基底和沉积在基底上的二维TBF自组装结构进行第一次升温至生长温度保温处理获得一维TBF单体聚合链;然后将一维TBF单体聚合链和基底进行第二次升温至生长温度保温处理得到TBF二聚化共价有机网络结构。本发明制备得到的二聚化共价有机网络结构的组成单元为二聚体,面积大于20平方纳米,且该网络结构具备手性特征。

技术研发人员:卢建臣,付博雨,蔡金明
受保护的技术使用者:昆明理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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