[發明專利]一種層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910328908.8
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110078055B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 高瑞霞;王超峰;趙珂;張軍杰;鄭龍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C01B32/168
• 分類號: C01B32/168;B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將無水SnCl₂和5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉溶于無水乙醇與N,N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中，得到混合溶液；

2)將碳納米管加入步驟1)制得的混合溶液中，超聲處理，得到均勻的分散液；

3)對分散液進行溶劑熱反應，反應溫度為80～150℃，反應時間為20～48h，反應結束后自然冷卻至室溫，離心分離，得到固態產物；

4)將固態產物洗滌、干燥，制得層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料；

所述層厚可控指碳納米管表面的卟啉-金屬配合物殼層的厚度可控。

2.根據權利要求1所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，步驟1)中，混合溶液中無水SnCl₂的濃度為1.67～4.17mmol·L^-1，5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉的濃度為0.83～8.33mmol·L^-1。

3.根據權利要求1所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，步驟1)中，無水乙醇與N,N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中，無水乙醇與N,N-二甲基甲酰胺的體積比為(2～4):1。

4.根據權利要求1所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中，加入的碳納米管的質量為無水SnCl₂和5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉的總質量的0.1～3.0倍。

5.根據權利要求1所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，通過調節5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉與碳納米管的用量比能夠調控碳納米管復合材料的殼層厚度。

6.根據權利要求1所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，步驟2)中，超聲功率為100～150W，超聲溫度為16～28℃，超聲時間10～60min。

7.采用權利要求1～6中任意一項所述的制備方法制得的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料，其特征在于，該卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料的殼層厚度在0.6～28.5nm范圍內可控。

8.根據權利要求7所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料，其特征在于，該層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料結構中，碳納米管表面同一卟啉-金屬配合物層中5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉之間的結合靠卟啉的羧基與金屬離子的配位作用；卟啉-金屬配合物層間以及層與碳納米管的結合靠π-π堆疊和疏水相互作用。

9.權利要求7或8所述的層厚可控的卟啉-金屬配合物功能化碳納米管復合材料在光電轉換、光催化、電催化及吸附分離領域中的應用。