1.一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:四磺酸苯基卟啉的制备:将四苯基卟啉溶于二氯甲烷中,在氯化氢气氛下与溶有发烟硫酸的二氯甲烷反应,30-40℃下搅拌回流10.5-1.5h;冷却至室温后在水中静置沉淀,抽滤,洗涤,得到粗四磺酸苯基卟啉,提纯,得到四磺酸苯基卟啉,保存备用;
步骤2:四磺酸苯基锰卟啉的制备:在105-115℃下,将N,N-二乙基甲酰胺,四磺酸苯基卟啉及氯化锰的混合溶液在氮气气氛下反应6-10 h,待冷却至室温后,倾入水中,静置沉淀,过滤,洗涤,得到粗四磺酸苯基锰卟啉,提纯得到四磺酸苯基锰卟啉;
步骤3:四磺酸苯基锰卟啉纳米管的制备:将预处理后的多孔α-氧化铝基板浸入四磺酸苯基锰卟啉/四氢呋喃混合溶液中,然后干燥,得到生长在多孔α-氧化铝基板上的四磺酸苯基锰卟啉纳米管;
步骤4:四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉复合材料的制备:将乙酸镉,硫代乙酰胺,去离子水以及生长在多孔α-氧化铝基板上的四磺酸苯基锰卟啉纳米管在聚四氟乙烯反应釜中,170-190℃下搅拌反应20-30h,离心,洗涤干燥,得到四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉复合材料;
步骤5:四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉纳米片/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备:将四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉复合材料置于旋涂机中,旋涂聚二甲基硅氧烷,干燥,得到四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉纳米片/聚二甲基硅氧烷复合材料;
步骤6:四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉纳米片/聚二甲基硅氧烷复合材料的后处理:
将四磺酸苯基锰卟啉纳米管/硫化镉纳米片/聚二甲基硅氧烷复合材料浸入氢氧化钠溶液中以去除多孔α-氧化铝基板;将无基板产物用去离子水洗涤,得到柔性的四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料。
2.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤1中,所述四苯基卟啉的制备方法如下:在反应瓶中加入200-
300ml丙酸,加热至微沸时,再加入5.1-10.2 ml的苯甲醛和8-16g间硝基苯甲酸,机械搅拌3 min至溶液澄清透明,加热升温至130℃回流,10 min后通过恒压滴液漏斗滴加用30-60 ml丙酸溶解的6.7-13 ml新蒸吡咯,在0.5 h内滴完,继续在回流状态反应2 h,关闭热源,待温度下降到100℃时将反应液迅速转移至大烧杯中,逐渐冷却至室温,加入30-80 ml乙醇,在冰箱冷藏室中静置过夜,抽滤,先用无水乙醇洗涤至滤液为无色,然后用热水洗涤,在60℃的真空烘箱中干燥5 h,得到粗产物;再以200 目的试剂级硅胶为吸附剂,以三氯甲烷为淋洗剂,收集第一纯紫色带,将淋洗液真空旋蒸,得到的产物进行二次硅胶柱层析,得到紫色晶体。
3.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤1中,所述提纯方式为调节pH,具体如下:将粗四磺酸苯基卟啉溶解于100 ml的去离子水中,加入无水碳酸钠调节pH至12,过滤,滤液在水蒸气浴上浓缩至干,然后用质量分数为8%的稀盐酸调节pH至4,过滤,滤液在水蒸气浴上浓缩至干,如此反复5次,在pH=6时,用正丁醇分4次萃取,静置5 h分液,取上层紫红色正丁醇层,然后真空旋蒸得到紫红色晶体四磺酸苯基卟啉,保存备用。
4.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤2中,反应开始前通入氮气5-10 min;N,N-二乙基甲酰胺的添加量为80-120 ml,四磺酸苯基卟啉的添加量为50-80 mg,氯化锰的添加量为50-100 mg;去离子水的添加量为50-120 ml,静置1.5-4 h;滤饼依次用水和乙醇各洗两次。
5.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤2中,粗四磺酸苯基锰卟啉的提纯方法为硅胶柱层析法,具体如下:用200 目的试剂级硅胶为吸附剂,体积比为5:2的三氯甲烷/甲醇溶液为淋洗剂,收集第一粉色带,真空旋蒸得到四磺酸苯基锰卟啉。
6.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤3中,多孔α-氧化铝基板的预处理方式为高温焙烧,具体如下:将具有4mm外径,3mm内径和100nm平均孔径的商业多孔α-氧化铝管作为基板,将管切成
60 mm长度并依次浸泡在30 ml的去离子水、甲醇、乙醚、丙酮溶剂中,并放入超声波浴中清洁;20 min后将多孔α-氧化铝基板放入真空干燥箱中100℃下干燥5 h,然后在550℃下煅烧
6 h,基板的外表面用聚四氟乙烯带包裹,称重,保存备用。
7.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤3中,四磺酸苯基锰卟啉的添加量为20-60 mg,四氢呋喃的添加量为10-30 ml,所述四磺酸苯基锰卟啉/四氢呋喃混合溶液磁性搅拌5-15 min;所述多孔α-氧化铝基板浸泡时间为7-10 h;反应产物在真空干燥箱中60℃下干燥8 h。
8.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤4中,乙酸镉的添加量为28-60 mg,硫代乙酰胺的添加量为
35-80 mg,去离子水的添加量为80-120 ml,搅拌时间20-50 min;离心速率为5000-10000 rpm,时间为5-10 min;反应产物分别用水和无水乙醇洗涤2次;真空干燥温度为60℃,时间为8 h。
9.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤5中,聚二甲基硅氧烷的添加量为2-6 μL,干燥的温度为60℃,时间为5 h。
10.如权利要求1所述的一种四磺酸苯基锰卟啉纳米管-硫化镉纳米片复合光敏传感材料的制备方法,特征在于,步骤6中,所述氢氧化钠溶液的质量分数为50%,添加量为30-80 ml,浸泡时间为6-10 h。