一种苝酰亚胺基MOF光催化剂及其制备方法与应用

本发明属于金属有机框架和催化领域，具体涉及一种苝酰亚胺基mof光催化剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、目前，随着工业的快速发展，环境和能源问题备受人们的关注，与化石能源相比较太阳能相对而言不仅可以直接利用，而且能够通过光催化剂实现光、电、热的转换从而被利用。苝酰亚胺及其衍生物结构中具有π-π共轭体系，且其电子亲和能高、电荷传导能力优异等优势被运用于有机场效应管、太阳能电池等方面；

2、吲哚因其优良的生理活性和特殊的理化性质使其成为核心骨架成为许多重要药物、农用化学品、先进功能材料和具有生物活性的天然产物中最常见的杂环之一，传统的吲哚衍生物功能化催化剂多为质子酸或路易斯酸性催化剂，这些催化剂价格昂贵，毒性较大，反应时间较长，反应条件苛刻，反应产率较低，且不能重复使用，因此找到一种高效、绿色经济的吲哚衍生物功能化的催化剂显得尤为重要，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供苝酰亚胺基mof光催化剂及其制备方法与应用，提供一种高效、绿色经济的吲哚衍生物功能化的催化剂。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其结构式为：

4、

5、作为本发明的进一步方案，该光催化剂的合成方法为：

6、s1、合成结构式为的化合物1；

7、s2、将化合物1与6-溴-2-萘甲酸甲酯反应生成结构式为的化合物2；

8、s3、以化合物2为底物反应生成结构式为的化合物3；

9、s4、将化合物3与co2+反应生成光催化剂。

10、作为本发明的进一步方案，s2中化合物2的制备方法为：

11、s21、称取6-溴-2-萘甲酸甲酯，双(二亚苄基丙酮)钯，二环己基(2’,6’-二甲氧基-[1’,1’-联苯]-2-基)膦，碳酸钾与化合物1于反应容器中；

12、s22、在无水无氧ar保护环境中，加入甲苯，升温至100℃，反应24小时，确定反应终点，除去有机溶剂，加水和二氯甲烷萃取，干燥，除去二氯甲烷，柱层析分离得到化合物2。

13、作为本发明的进一步方案，s3中化合物3的制备方法为：

14、s31、称取化合物2于反应容器中，加入四氢呋喃、无水甲醇，升温至80℃；

15、加入氢氧化钠水溶液，反应24小时，除去有机溶剂，用2-3m的盐酸水溶液调ph至3-4，抽滤，洗涤至中性，60℃真空干燥，得到化合物3。

16、作为本发明的进一步方案，s4中光催化剂的制备方法为：

17、将化合物3与六水合氯化钴按照摩尔比1:8的比例加入到n,n-二甲基甲酰胺和丙酸的混合溶液中，超声溶解，将其置于80℃的烘箱中加热72小时后，自然冷却至室温，用乙腈洗涤收集，得到光催化剂。

18、作为本发明的进一步方案，s4中化合物3与六水合氯化钴溶液的摩尔浓度比为1:2～1:16。

19、作为本发明的进一步方案，s4中化合物3的浓度为1.0～4.0μmol/ml，六水合氯化钴溶液的浓度为1.0～16.0μmol/ml。

20、作为本发明的进一步方案，本发明还公开了一种苝酰亚胺基mof光催化剂在吲哚衍生物硫氰化反应中作为催化剂的应用。

21、本发明的有益效果：

22、1、本发明利用含苝酰亚胺(pdi)官能团的羧酸类有机配体与金属钴盐通过溶剂热法制备了co-mof光催化剂，该mof材料在多次重复利用后仍表现出良好的催化性能，活性没有明显降低。

23、2、本发明利用丙酸作为调节剂，采用溶剂热法制备了以钴为金属位点的mof材料，该催化剂热稳定性和化学稳定性高，其中热稳定性可以达到380℃，化学稳定性表现在光催化体系中能保持结构不变且能循环5次以上。该co-mof材料具有未参与配位的-cooh，因此该非均相催化剂在光催化有机反应中表现出很高的催化活性。

技术特征：

1.一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于，该光催化剂的合成方法为：

3.根据权利要求2所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于，s2中化合物2的制备方法为：

4.根据权利要求2所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于，s3中化合物3的制备方法为：

5.根据权利要求2所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于，s4中光催化剂的制备方法为：

6.如权利要求5所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于，s4中化合物3与六水合氯化钴溶液的摩尔浓度比为1:2～1:16。

7.根据权利要求6所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂，其特征在于，s4中化合物3的浓度为1.0～4.0μmol/ml，六水合氯化钴溶液的浓度为1.0～16.0μmol/ml。

8.根据权利要求1所述的一种苝酰亚胺基mof光催化剂在吲哚衍生物硫氰化反应中作为催化剂的应用。

技术总结
本发明公开了一种苝酰亚胺基MOF光催化剂及其制备方法与应用，属于金属有机框架和催化领域，本发明利用含苝酰亚胺(PDI)官能团的羧酸类有机配体与金属钴盐通过溶剂热法制备了Co‑MOF光催化剂，该MOF材料在多次重复利用后仍表现出良好的催化性能，活性没有明显降低。本发明利用丙酸作为调节剂，采用溶剂热法制备了以钴为金属位点的MOF材料，该催化剂热稳定性和化学稳定性高，其中热稳定性可以达到380℃，化学稳定性表现在光催化体系中能保持结构不变且能循环5次以上。该Co‑MOF材料具有未参与配位的‑COOH，因此该非均相催化剂在光催化有机反应中表现出很高的催化活性。

技术研发人员：袁国赞,杨斐年,王小娟,马莉莉
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15