[发明专利]一种对甲醛具有电化学响应的化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及一种对甲醛具有电化学响应的化合物及其制备方法。

背景技术

电催化是指在电场作用下，存在于电极表面或溶液相中的修饰物（电活性的、非电活性的）能促进或抑制在电极上发生的电子转移反应，而电极表面或溶液相中的修饰物本身不发生变化的化学作用。其反应机理是通过表面吸附影响中间态粒子的能量，进而影响反应的活化能。电催化分为氧化-还原电催化和非氧化-还原电催化。

目前电催化主要应用于有机污水的电催化处理；含铬废水的电催化降解；烟道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NO_x和S0₂；二氧化碳的电解还原等方面。甲醛作为一种重要的有机原料在生活的有机物料大量分布，作为一种破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物，对皮肤、呼吸道及内脏都会造成损害，甚至麻醉人的中枢神经，引起肺水肿、肝昏迷、肾衰竭等。目前国内外居室、纺织品、食品中甲醛检测方法主要有分光光度法、电化学检测法、液相色谱法、传感器法等。例如使用拉曼光谱检测甲醛（张倩暄，关旭春，崔厚欣，一种甲醛检测的装置和方法，申请公布号CN102749318），该方法操作、分析过于复杂。还有使用热传感性质检测甲醛的方法（刘东方，姜风，马晓聪，甲醛气体传感器，申请公布号CN101825604A）该方法使用时，加热电极组必须将气体感测层加热到很高温度（300℃）才能正常检测，耗能大，安全性差。本发明为对甲醛具有电催化活性的材料，可以将其应用在甲醛检测当中，制备具有性能忧、检测快的电化学传感器等。

本发明所制备的磺胺嘧啶钴配合物对甲醛具有良好的电催化活性，在电催化传感检测中具有潜在应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术，提供一种对甲醛具有电化学响应的化合物及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案为：一种对甲醛具有电化学响应的化合物，该化合物是具有一定空间结构的磺胺嘧啶钴配位化合物，其化学式为C₄₀H₃₄CoN₁₂O₄S₂，晶系为单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为α=90°，β=128.693°，γ=90°，钴离子为六配位的八面体几何构型。

本发明还提供一种制备上述对甲醛具有电化学响应的化合物的方法，包括以下步骤：

向聚四氟乙烯内衬中加入磺胺嘧啶、钴盐、4,4’-二联吡啶和氢氧化钾，然后加入水，搅拌使其混合均匀；

将聚四氟乙烯内衬密封，放入反应釜中；将反应釜放入烘箱中，60～120℃加热12～72h；然后自然冷却至室温，打开反应釜得棕黄色晶体，即所述对甲醛具有电化学响应的化合物；

将制得的棕黄色晶体用蒸馏水冲洗，自然风干；经测定，所述对甲醛具有电化学响应的化合物的分子式为C₄₀H₃₄CoN₁₂O₄S₂。

可选地，所述化合物是一种具有一定空间结构的磺胺嘧啶钴配位化合物，其晶系为单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为α=90°，β=128.693°，γ=90°，钴离子为六配位的八面体几何构型，其中两个氮配位原子来自于4,4’-二联吡啶，四个氮配位原子来自于磺胺嘧啶。

较佳地，所述磺胺嘧啶、钴盐、4,4’-二联吡啶与氢氧化钾的摩尔比为1～2:1～4:1～3:1～2。

较佳地，所述钴盐选自硝酸钴、氯化钴、硫酸钴和醋酸钴中的至少一种。

可选地，所述反应釜为不锈钢反应釜。

可选地，所述参加反应的物质均为分析纯。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将具有共轭π键的4,4’-二联吡啶、磺胺嘧啶和与具有电化学催化活性的钴离子进行化学反应，制得新型联吡啶、磺胺嘧啶钴配位化合物，该化合物作为电催化活性材料具有准确的空间结构（图1）和准确的分子式；钴离子可以利用3d轨道与配体形成稳定的配位键，有利于电子发生传递，促进电化学反应的进行，从而呈现对甲醛具有良好电催化活性。所制备的钴配合物作为电催化活性材料具有潜在的应用前景。

附图说明

图1为本发明的4,4’-二联吡啶、磺胺嘧啶钴配合物结构单元图；

图2为本发明的4,4’-二联吡啶、磺胺嘧啶钴配合物对HCHO电化学催化响应图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。