碘代铜酞菁纳米棒材料及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种碘代铜酞菁纳米棒材料，所述碘代铜酞菁纳米棒直径为５０～２００纳米，长度为１～１５微米，所述碘代铜酞菁的分子结构式为（Ⅰ）。本发明专利技术还公开了碘代铜酞菁纳米棒材料的合成方法，将４－碘代邻苯二腈、铜粉或者铜盐、表面活性剂、去离子水混合置于反应釜中，密封后在１５０～１８０℃反应温度下加热１０小时以上，冷却后收集沉淀，洗涤直至ｐＨ为６～７，将沉淀干燥即可。本发明专利技术采用来源广阔、价格便宜的水作为反应介质，大大避免了有机溶剂对环境的污染，对环境友好，同时合成和结构制备一体化更节省工序。

Iodine substituted copper phthalocyanine nanorods material and synthesis method thereof

The invention provides a copper phthalocyanine iodide nanorods, the iodine copper phthalocyanine nanorods with diameters ranging from 50 to 200 nm, the length is 1 to 15 microns, the molecular structure of the iodine copper phthalocyanine as (I). The invention also discloses a synthesis method of iodine CuPc nanorods, 4 - iodo phthalic nitrile, two copper or copper salt, surfactant and deionized water are mixed in a reaction kettle, sealed in 150 ~ 180 DEG C heating temperature for more than 10 hours, after cooling to collect precipitation, washing until pH is 6 ~ 7, the precipitation and drying. The invention adopts the water with wide source and cheap price as the reaction medium, greatly avoids the pollution of the organic solvent to the environment, is friendly to the environment, and simultaneously integrates and structure the preparation integration, and saves the working procedure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机纳米材料的
，具体涉及碘代铜酞菁纳米棒材料 及其合成方法。
技术介绍
碘代铜酞菁属于酞菁衍生物，酞菁衍生物有着非同寻常的光、电、热、 磁性质和作为新型的分子导体、分子磁体、分子电子元器件等功能材料的巨 大的应用潜力，吸引着人们越来越浓厚的研究兴趣。但目前有文献报道的碘 代铜酞菁的合成主要是基于有机溶剂(如氯苯，硝基苯)作为反应介质的 合成(B. N. Achar， Synth. React. Inorg. Met. Org. Chem. ， 2000， 30， 719-734)，而此类有机溶剂属于高毒，高沸点溶剂，不仅在实验过程中存在 安全隐患，而且对我们生存环境也会造成相当的危害。碘代铜酞菁纳米材料属于有机纳米材料范畴，有着十分诱人的应用前景， 近年来随着有机纳米材料的发展，对酞菁类有机材料纳米制备技术也有相应 的探索， 一般是通过原料的再沉淀或者是物理气相沉积法(PVD)(Q. X. Tang, Adv. Mater. 2006， 18， 65 68.)。这些方法不仅可重复形差而且还需要高 温条件并且不适合于大规模的制备纳米材料。这就迫切需要我们寻找一种方 便廉价具有商业价值的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碘代铜酞菁纳米棒材料。 本专利技术的另一目的在于提供碘代铜酞菁纳米棒材料的合成方法。本专利技术的碘代铜酞菁纳米棒材料的直径为50 200纳米，长度为1 15 微米，所述碘代铜酞菁的分子结构式如下本专利技术的碘代铜酞菁纳米棒材料的合成方法将4-碘代邻苯二腈、铜粉或者铜盐、表面活性剂、去离子水混合置于反应釜中，密封后在150 18(TC 反应温度下加热10小时以上，冷却后收集沉淀，洗涤至pH为6 7，优选为 7，将沉淀干燥，即得到纯化的碘代铜酞菁纳米棒材料。所述的碘代邻苯二腈与铜粉或铜盐的用量摩尔比为2 4 :l，优选为4:1所述的表面活性剂与去离水的用量比例为0 3mg : lml，优选为2 3mg : lml;不加表面活性剂时，产率会降低。所述的碘代邻苯二腈与去离子水的用量比例为7mmol: 100 150mg，优 选为7,1: 100mg。所述洗涤优选依次用水，盐酸溶液，FeCl3溶液浸泡洗涤；FeCl3溶液和 盐酸溶液交替洗涤两次以上，再用去离子水洗涤。所述铜盐优选为乙酸铜。所述的表面活性剂优选为十二烷基磺酸钠(SDS)。 所述的盐酸溶液的浓度优选为1 2N。 所述的FeCl3溶液优选为饱和溶液。本专利技术的碘代铜酞菁纳米棒材料的合成方法，其优点在于采用来源广阔、 价格便宜的水作为反应介质，大大避免了有机溶剂对环境的污染，对环境友 好；同时合成和结构制备一体化更节省工序，得到的产物纳米棒结构可以进 一步拓展材料的应用前景。附图说明图1.本专利技术实施例1制备的碘代铜酞菁纳米棒材料的紫外吸收光谱图。图2.本专利技术实施例1制备的碘代铜酞菁纳米棒材料的扫描电镜照片。具体实施方式本实施例所用试剂均为分析纯，由商业获得，不需要进一步纯化。本专利技术的反应前体4-碘代邻苯二腈采用文献的方法制得(如C. C. Leznoff， Can. J. Chem. ， 1995， 73， 435 443)，也可使用市售商品。CN (l)NaN02 CN (2)KI如2. 5M硫酸溶液20ml预冷至-10 °C，将4-氨基邻苯二腈(l. 5g，0. 0105mol) 慢慢加入该硫酸溶液中。0.82g亚硝酸钠加入2 3ml水中配制成溶液，在有 搅拌存在的情况下，控制温度在-10 0 。C，将此亚硝酸钠溶液慢慢滴加入反 应液，此过程需要持续半小时以上。然后反应混合物被快速抽滤，冷的滤液 被加入到10. 5ml冷的KI G.893g， 11.2mmo1)溶液中，在有搅拌存在的情 况下混合物被升到室温，反应液被倒入500ml冷水中，通过快速抽滤黑色固 体被收集，然后将滤饼溶解于乙酸乙酯，并依次用冷水，质量浓度为5%NaHC03 溶液，冷水，饱和Na2S203溶液，水，萃取，放出乙酸乙酯层，加入过量的MgS04 干燥，最后用过柱分离石油醚/乙酸乙酯(v/v=l:l)过柱分离。产率50%。本专利技术的碘代铜酞菁纳米棒材料的合成路线如下实施例1将4-碘代邻苯二腈(1. 4mmo1)，铜粉(O. 35mmo1)，表面活性剂(SDS， 20mg) 一并置于容积为12ml的反应釜中，加入去离子水至釜容积的80%,混合物先搅拌成白色乳液，然后密封放入烘箱在180°C条件下反应3天后，让其自然 冷却，取出反应釜，收集深蓝色沉淀。依次用水，l.ON盐酸溶液，饱和FeCl3 溶液浸泡洗涤。为了除去未反应的铜粉，饱和FeCl3溶液和l.ON盐酸溶液交 替洗涤两次，再用去离子水洗涤至pH二7，将沉淀置于5(TC烘箱内干燥24小 时，产率为26%。所得碘代铜酞菁分子结构通过紫外吸收光谱如附图1分析(UV-vis): Q带690 nm， B带350 nm。质谱分析(Tof-MS): 1079.4。元素分析 (Anal.Calcd. ): CuPTI测定值(计算值):C36. 02(35. 59)， N10. 17( 10. 38)， H1.64 (1.12)。根据附图2可知，所得碘代铜酞菁纳米材料为大量纳米棒， 其直径为100 200纳米，长度为5 10微米。对于分子结构的表征通过了紫外吸收，质谱，元素分析，形貌通过扫描 电镜给与了表征，表明根据本专利技术方法，最终大规模的合成出了形貌均一的 碘代铜酞菁纳米棒。实施例2将4-碘代邻苯二腈(1. 4mmo1)，铜粉(O. 35mmo1)，表面活性剂(SDS， 20mg) 一并置于容积为12ml的反应釜中，加入去离子水至釜容积的80%，混合物先 搅拌成白色乳液，然后密封放入烘箱在15(TC条件下反应3天后，让其自然 冷却，取出反应釜，收集深蓝色沉淀。依次用水，l.ON盐酸溶液，饱和FeCl3 溶液浸泡洗涤。为了除去未反应的铜粉，饱和FeCls溶液和l.ON盐酸溶液交 替洗涤两次，再用去离子水洗涤至pH二7，将沉淀置于5(TC烘箱内干燥24小 时，产率为24%。所得碘代铜酞菁纳米棒，其直径为100 200纳米，长度为 5 15微米。实施例3将4-碘代邻苯二腈(1. 4mmo1)，铜粉(O. 35mmo1)，表面活性剂(SDS， 20mg) 一并置于容积为12ml的反应釜中，加入去离子水至釜容积的80%,混合物先 搅拌成白色乳液，然后密封放入烘箱在18CTC条件下反应10小时后，让其 自然冷却，取出反应釜，收集深蓝色沉淀。依次用热水，l.ON盐酸溶液，饱 和FeCL溶液浸泡洗涤。为了除去未反应的铜粉，饱和FeCL溶液和l.ON盐 酸溶液交替洗涤两次，再用去离子水洗涤至pH^，将沉淀置于5(TC烘箱内干燥24小时，产率为18%。所得碘代铜酞菁纳米棒，其直径为50 100纳米， 长度为1 10微米。实施例4将4-碘代邻苯二腈(1. 4mmo1 )，铜粉(0. 7mmo1 )，表面活性剂(SDS， 30mg) 一并置于容积为12ml的反应釜中，加入去离子水至釜容积的80%，混合物先 搅拌成白色乳液，然后密封放入烘箱在1S0。C条件下反应3天后，让其自然 冷却，取出反应釜，收集深蓝色沉淀。依次用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碘代铜酞菁纳米棒材料，其特征在于：所述碘代铜酞菁纳米棒直径为５０～２００纳米，长度为１～１５微米，所述碘代铜酞菁具有以下分子结构：　＊＊＊。

【技术特征摘要】
1. 一种碘代铜酞菁纳米棒材料，其特征在于所述碘代铜酞菁纳米棒直径为50～200纳米，长度为1～15微米，所述碘代铜酞菁具有以下分子结构2. 根据权利要求1所述的碘代铜酞菁纳米棒材料的合成方法，其特征在 于将4-碘代邻苯二腈、铜粉或者铜盐、表面活性剂、去离子水混合置于反 应釜中，密封后在150 18(TC反应温度下加热10小时以上，冷却后收集沉淀， 洗涤直至pH为6 7，将沉淀干燥，即得到纯化的碘代铜酞菁纳米棒材料。3. 根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于所述的碘代邻苯二腈与铜粉或铜盐的用量摩尔比为2 4 : 1;所述的表面活性剂与去离水的用量比例为0 3mg : lml;所述的碘代邻苯二腈与去离子水的用量比例为7mmol: 100 150mg。4. 根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于所述的碘代邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国强，李娟，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]