[發明專利]一種硒、硫摻雜石墨烯量子點修飾金屬卟啉納米管光敏傳感材料的制備方法

有效

• 申請號: 201811041229.4
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109187671B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 萬軍民;李況;胡智文;王秉;彭志勤
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 嘉興永航專利代理事務所(普通合伙) 33265
• 代理人: 侯蘭玉

1.一種硒、硫摻雜石墨烯量子點修飾金屬卟啉納米管光敏傳感材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：硒、硫摻雜石墨烯量子點的制備：將硒粉與氧化石墨溶液在硫化氫氣氛下攪拌，至溶液澄清透明時轉移到聚四氟乙烯反應釜中；反應結束后，離心，洗滌，干燥，得到硒、硫摻雜石墨烯量子點，保存備用；硒粉的添加量為0.48-0.60 g；氧化石墨的添加量為0.21-0.5 g；在攪拌前通入硫化氫氣體5-15 min；在硫化氫氣氛下攪拌時間為15-30 min；在聚四氟乙烯反應釜中反應溫度為160℃，反應時間為8 h；在通風處中打開反應釜；收集產物時，離心速率為5000-8000 rpm，時間為8-10 min，并用去離子水洗滌3次；真空干燥溫度為70℃，時間為8 h；

步驟2：金屬卟啉納米管的制備：在反應瓶中，加入溶有金屬氯化物，苯甲酸及去離子水的N，N-二甲基甲酰胺溶液，磁性攪拌，再加入四羧基苯基卟啉，室溫下機械攪拌，然后轉入聚四氟乙烯反應釜中反應，產物離心，洗滌，干燥，得到金屬卟啉納米管，保存備用；N，N-二甲基甲酰胺的添加量為4-8 ml，金屬氯化物的添加量為20-40 mg，所述金屬為鋅、鈷或鐵，苯甲酸的添加量為500-800 mg，去離子水的添加量為400-600μL；磁性攪拌時間為10-30min；所述四羧基苯基卟啉的添加量為20-40 mg；機械攪拌時間為20-30 min，在聚四氟乙烯反應釜中反應溫度為120℃，反應時間為24 h；產物在5000-8000 rpm下離心5-10 min收集；無水乙醇及去離子水分別洗滌2次；真空干燥溫度為60℃，時間為8 h；

步驟3：硒、硫摻雜石墨烯量子點/金屬卟啉納米管復合材料的制備：將溶于N，N-二甲基甲酰胺中的硒、硫摻雜石墨烯量子點與溶于N，N-二甲基甲酰胺中的金屬卟啉納米管超聲分散，涂布在導電玻璃上；

步驟4：硒、硫摻雜石墨烯量子點修飾金屬卟啉納米管光敏傳感材料的制備：將導電玻璃置于旋涂機中，旋涂聚二甲基硅氧烷溶液，真空干燥，固化為薄膜后，將薄膜從導電玻璃上剝離，得到柔性的硒、硫摻雜石墨烯量子點修飾金屬卟啉納米管光敏傳感材料。

2.如權利要求1所述的一種硒、硫摻雜石墨烯量子點修飾金屬卟啉納米管光敏傳感材料的制備方法，特征在于，步驟1中，所述氧化石墨的制備方法如下：在冰水浴中，往反應瓶中加入100 ml的濃硫酸，攪拌下加入含有2 g硝酸鈉和4 g純度為99.5% 石墨粉的混合物，攪拌10 min后；再分三次加入12 g高錳酸鉀，控制反應溫度為15℃，攪拌5 min后升溫到35℃，繼續攪拌30 min；再緩慢加入300 ml去離子水，繼續攪拌20 min后，加入20 ml雙氧水，待溶液變成亮黃色時趁熱過濾，并使用5% 鹽酸溶液和去離子水洗滌，直到濾液中無硫酸根檢測到為止，最后將產物置于60℃真空干燥箱中干燥5 h，保存備用。

3.如權利要求1所述的一種硒、硫摻雜石墨烯量子點修飾金屬卟啉納米管光敏傳感材料的制備方法，特征在于，步驟2中，所述四羧基苯基卟啉的制備方法如下：在反應瓶中加入200 ml丙酸，加熱至微沸時，再加入5.1 ml的對羧基苯甲醛，攪拌3 min至溶液澄清透明，加熱升溫至130℃回流，10 min后通過恒壓滴液漏斗滴加用30 ml丙酸溶解的6.7 ml新蒸吡咯，在0.5 h內滴完，繼續在回流狀態反應2 h，關閉熱源，待溫度下降到100℃時將反應液迅速轉移至大燒杯中，逐漸冷卻至室溫，加入30 ml乙醇，在冰箱冷藏室中靜置過夜，抽濾，先用無水乙醇洗滌至濾液為無色，然后用熱水洗滌，在60℃的真空烘箱中干燥，5 h后溶解于100 ml的去離子水中，加入無水碳酸鈉調節pH至12，過濾以除去焦油，然后用質量分數為8%的稀鹽酸調節pH至4-5，如此反復5次，在pH=6時，用正丁醇分4次萃取，靜置3 h分液3小時，取上層紫紅色正丁醇層，然后真空旋蒸得到紫色晶體四羧基苯基卟啉，保存備用。