[發明專利]石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料及制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710595556.3
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107488135B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 吳寶蓉;楊磊;汪小琴
• 申請（專利權）人: 莆田學院
• 主分類號: C07C303/22
• 分類號: C07C303/22;C07C309/45;C09K11/65;C09K11/06;C09K9/02;G01N21/64
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料及其制備方法與應用。該復合材料的制備過程包括：將石墨烯量子點GQDs分散于氯化亞砜和N，N?二甲基甲酰胺(DMF)中進行回流反應，獲得酰氯化的石墨烯量子點（GQDs?COCl）材料；將對氨基苯磺酸偶氮苯酚(SUL?Ph)與GQDs?COCl材料在四氫呋喃中反應，制得石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料。本發明制得的石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料，具有在分子熒光中對金屬離子的識別能力強、選擇性高、穩定性好等優點，有望在生物醫藥、傳感器、光學及電學器件、太陽能電池、電子設備、光學燃料和復合微粒系統等方面得到應用。

技術領域

本發明屬于光、電及換能材料技術領域，具體涉及一種石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料及其制備方法。

背景技術

偶氮衍生物具有獨特的光致順反異構特性，不僅廣泛應用于傳統化學工業，還將應用于光化學分子開關、主客體超分子化學識別、自組裝液晶材料、生物醫學成像與化學分析以及光驅分子馬達等諸多新興科學領域。特別具挑戰性的是開發具有高化學穩定性和熱穩定性又易檢測的偶氮發色團。偶氮衍生物的光致變色特性是由于分子內的-N＝N-基團在光或熱的作用下進行順-反或反-順異構引起的，近年來受到科研工作者們的高度關注。

粒徑小于100nm的石墨烯納米片稱作石墨烯量子點(graphenequantumdots，GQDs)，是一種新興的碳材料。石墨烯量子點不僅具有石墨烯的導電性良好、強度大、比表面積大等優異特性，且結合了量子點的量子限域效應、小尺寸效應及邊緣效應等優點，表現出良好的生物相容性、低毒性、強水溶性、高熒光穩定性等特性，使其在生物醫藥、傳感器、光學及電學器件、太陽能電池、電子設備、光學燃料和復合微粒系統等方面有潛在的應用前景。

因此，開展石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料的研究具有極其重要的價值和意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料及其制備方法，該石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料，具有在分子熒光中對金屬離子的識別能力強、選擇性高、穩定性好等優點，其制備方法簡單、經濟。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料，該材料是由對氨基苯磺酸偶氮苯酚一端苯環上的羥基基團與酰氯化的石墨烯量子點上的酰氯基團連接而成。

本發明還提供了所述石墨烯量子點接枝偶氮衍生物的制備方法，具體如下：

1) 將石墨烯量子點分散于具有酰氯化作用的氯化物與有機溶劑組成的混合液中，在65-75℃下反應24-36小時，反應停止后減壓蒸餾除去氯化物，產物在50-70℃下真空干燥12-24小時，得到酰氯化的石墨烯量子點；

所述具有酰氯化作用的氯化物為氯化亞砜、三氯化磷、五氯化磷或三氯氧磷中的一種；

所述有機溶劑為無水N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、環己烷、苯或甲苯中的一種；

2) 將對氨基苯磺酸偶氮苯酚、上述酰氯化的石墨烯量子點以及四氫呋喃按質量比1∶2-3∶200-300混合，超聲分散均勻后于溫度40-60℃下反應48-72小時，反應結束冷卻至室溫，將產物過濾并用乙醇洗滌兩次，收集濾餅并真空干燥60-72小時，得到石墨烯量子點接枝偶氮衍生物復合材料。

進一步，所述步驟1），石墨烯量子點、具有酰氯化作用的氯化物，有機溶劑的用量比為：100mg∶20-25ml∶0.5-1ml。

進一步，所述步驟2），對氨基苯磺酸偶氮苯酚、酰氯化的石墨烯量子點以及四氫呋喃的質量比為1∶2∶200。