科创中国

新材料技术

本发明属于光催化技术领域，更具体地，涉及一种结晶性共价三嗪有机框架材料及其制备方法和应用。本发明制备方法包括以下步骤：(1)将醛基化合物、脒基化合物和无机盐加入到溶剂中混合均匀，使醛基化合物和脒基化合物发生缩聚反应生成初产物；(2)将初产物进行清洗，去除无机盐，获得结晶性共价三嗪有机框架材料；其中，所述醛基化合物的化学式中含有2个以上的醛基，所述脒基化合物的化学式中含有2个以上的脒基。本发明通过盐模板的诱导作用使其结构长程有序，更利于光生载流子的迁移，与利用其它方法制备非结晶性共价三嗪有机框架材料相比，具有有序的结构且单体组成具有更多的选择性，光催化效率高，适用性强，适合大规模应用。

共价三嗪框架材料(CTFs)具有多样化的合成策略和结构基元，富氮性及强共轭性在光催化产氢领域有着良好的表现。高度有序的分子链排布能够提供有序的电子传输路径，从而提高光催化的效率。但是由于三嗪环强的化学稳定性，使得生成三嗪环的可逆性降低，截至目前仅有少数几种结构的结晶性CTFs被报道。有限的结晶结构制备策略极大地限制了构筑高光催化性能CTFs的灵活性和选择性。 熔融盐法在制备二维结晶性的无机材料和结晶性C3N4均有良好的效果。由于盐离子的极化作用能够稳定新生成的化学键，从而起到促进产物结晶的效果。但是该制备方法需要高温，温度为400℃，甚至达1200℃。如此高的合成温度很难保证聚合物结构骨架的完整性。因此，熔融盐的方法在制备结晶性聚合物方面受到限制，需要进一步加以改进。

华中科技大学，简称华中大，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、湖北省2011计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划***，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、中国人工智能教育联席会理事单位