[发明专利]杯[4]芳烃噻二唑衍生物、杯[4]芳烃噻二唑衍生物‑多壁碳纳米管复合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物、制备方法及其应用。

背景技术

伴随我国工业及制造业的快速发展，重金属污染问题日益引起人们的重视。重金属是指密度大于5的金属，因其具有富集性，很难降解，当在人体内的量累积到一定程度时就会对人造成慢性中毒，众所周知的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染)就是由重金属污染造成的。重金属主要有Ni、Cu、Cr、Hg、As、Co、Ag等50种，其中Cr、As、Cu、Hg等金属对人的健康有较大的危害。重金属污染主要是指由汞、银、镉、铜以及铅等生物毒性显著的金属元素或它们的化合物对环境所造成的污染，主要包括对环境和土壤的污染。

超分子化学技术研究日益成熟，人们合成出来许多种能与重金属离子结合的杯芳烃，通过修饰构建出能检测相应金属离子的化学、电化学传感器。电化学传感器的原理是当待测物质与分子识别元件结合后会发出复合物的特征信号，然后再经信号转换器转变成电的可输出信号，从而达到检测金属离子的目的，与其他检测方法相比，电化学传感器可以实现对特定底物的专一性识别，同时识别元件本身可操控、灵敏度高、省时高效，且适用于原位和现场检测，已发展成为金属检测领域方面最活跃的一种检测手段，倍受化学研究者的关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以测定微量铜的杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物、制备方法和及其应用，并研究该杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物作为电化学传感器用于测定微量铜。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物及其制备：主要分两大步骤进行，

第一步将2-氨基-5-巯基-1，3，4一噻二唑和无水碳酸钾溶于无水乙腈和丙酮中，油浴搅拌加热。一段时间后，分批加入用乙腈溶解的杯[4]芳烃二溴化合物溶液，回流加热一定时间。所得粗产物用二氯甲烷和饱和食盐水萃取，用蒸馏水洗有机相至中性，无水硫酸钠干燥24小时，过滤。旋转蒸发除去二氯甲烷后得到深黄色的固体粉末，柱色谱分离纯化。

第二步将多壁碳纳米管在浓硫酸和浓硝酸中加热回流，洗涤，离心直至pH值接近中性，烘干，加入二氯亚砜加热回流，悬转蒸发除去未反应的二氯亚砜，用N，N-二甲基甲酰胺溶解第一步所得产物加入上述溶液中，加热回流，洗样，离心，烘干，最后得到黑色粉末状的杯芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物。

利用本发明方法制备出的杯芳烃噻二唑衍生物-碳纳米管复合物，表现出了优异的电子传导性能和识别能力。本发明方法简单易行，实用性强。本发明所制备杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管，通过电化学方法可知该复合物可测定痕量铜。

利用电化学传感器手段，使用所设计合成的杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物测定痕量铜。

杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物应用，该复合物可测定痕量铜。

附图说明

图1是实施例1中所获取的杯[4]芳烃噻二唑衍生物、多壁碳纳米管，及其二者复合物的XRD图。

图2是实施例2所获取的在含0.03mol/LKI的醋酸-醋酸钠离子缓冲剂溶液中，不同富集时间的影响图。

图3是实施例2所获取的在含0.03mol/LKI的醋酸-醋酸钠离子缓冲剂溶液中，不同浓度的Cu²⁺的响应图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1

一、预备步骤：

1、杯[4]芳烃二溴化合物的合成属于已有成熟技术，本实施例按照下述方法对其进行合成。圆底烧瓶中依次分别加入3.2g对叔丁基杯[4]芳烃(约5mmol)，10.1g 1，3-二溴丙烷(体积约5mL，50mmol)，1.73g(12.5mmol)无水碳酸钾，125mL的无水乙腈。通氮气，油浴加热回流48小时，停止加热，冷却至室温，旋转蒸发得剩余物。向剩余物中依次加入100mL 5％的HCl和200mL的氯仿，分液萃取多次，分出有机相，用饱和食盐水和蒸馏水反复洗涤至pH值为中性。加无水硫酸钠干燥24小时，过滤，旋转蒸发除去溶剂后得到白色粉末状粗产品。柱色谱分离纯化(V_(石油醚)∶V_{(二氯甲烷)}＝4∶3)，得到纯白色粉末状的杯[4]芳烃二溴化合物固体3.0g，，产率为68％。