[发明专利]富勒烯羧酸衍生物/光敏剂/二氧化钛及制备方法和应用

权利要求书

1.一种富勒烯羧酸衍生物/光敏剂/二氧化钛的复合材料，所述复合材料通过包括表面带有-OH的二氧化钛、富勒烯羧酸衍生物和光敏剂的原料制备而成；其中：富勒烯羧酸衍生物和表面带有-OH的二氧化钛通过酯键相连，光敏剂再物理吸附于二者表面，所述酯键是富勒烯羧酸衍生物中的-COOH和二氧化钛表面-OH形成的。

2.一种富勒烯羧酸衍生物/光敏剂/二氧化钛复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将富勒烯羧酸衍生物和表面带有-OH的二氧化钛在溶剂中分散均匀并在160-200℃进行反应，除去溶剂得固体；(2)将所得固体置于含光敏剂的溶液中在黑暗条件下反应，除去溶剂得固体。

3.根据权利要求1所述的复合材料或权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述富勒烯羧酸衍生物为空心富勒烯羧酸衍生物C_2a(C(COOH)₂)_c、金属富勒烯羧酸衍生物A₂C₂@C_2b(C(COOH)₂)_c或金属富勒烯羧酸衍生物B₃N@C_2b(C(COOH)₂)_c中的至少一种；其中：30≤a≤60，可选的a为30、35、38、39、41或42；39≤b≤44，可选的为41或42；c为1，2，3或4；A为Sc、La、Y中的至少一种；B为Sc、La、Y、Ho、Lu、Er中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的复合材料或权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述富勒烯羧酸衍生物为C₆₀羧酸衍生物，其结构式为：

其中c为1，2，3或4，可选的c＝3。

5.根据权利要求1所述的复合材料或权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述光敏剂为卟啉、金属钛菁、联吡啶钌、叶绿素、曙红、紫菜碱、玫瑰红、罗丹明B、亚甲基蓝中的至少一种；可选的，所述金属钛菁包括钛菁铜或钛菁锌，进一步可选的为四羧酸钛菁锌。

6.根据权利要求1所述的复合材料或权利要求2所述的制备方法，其特征在于，表面带有-OH的二氧化钛是以钛酸四丁酯为原料通过水解反应获得的；可选的，将富勒烯羧酸衍生物和钛酸四丁酯在含有水的溶剂中直接混合，钛酸四丁酯先水解为表面带有-OH的二氧化钛，之后继续与富勒烯羧酸衍生物进行反应；进一步可选的富勒烯羧酸衍生物与钛酸四丁酯的摩尔比为7:1200–7:12000，再进一步可选的摩尔比为7：5000-7000，更进一步可选的为7：5800-6300，更更进一步可选的为7：6000-6200，7:6140。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，富勒烯羧酸衍生物与表面带有-OH的二氧化钛的摩尔比为7:1200–7:12000，再进一步可选的摩尔比为7：5000-7000，更进一步可选的为7：5800-6300，更更进一步可选的为7：6000-6200，7:6140；还可选的光敏剂与富勒烯羧酸衍生物/二氧化钛的摩尔比为1:25-611，进一步可选的摩尔比为1：30-58，再进一步可选的摩尔比为1：35。

8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，四羧酸钛菁锌占复合材料的质量百分比为10-15％。

9.一种光催化还原硝基苯及其衍生物的方法，包括以下步骤：

将富勒烯羧酸衍生物/光敏剂/二氧化钛复合材料作为光催化剂加到含有硝基苯和/或硝基苯衍生物的溶液中，黑暗条件下排出氧后，用包含λ＞420nm，可选的λ为500-800nm的可见光的光源进行照射。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述硝基苯衍生物的通式为C₆H₅NO₂R，其中R基团的位置选在-NO₂的邻位、间位或对位，R基团为-CN、-COOH、-NH₃、-CX₃、-CHO，-NH₂、-OH、烷基或-Ph。