[发明专利]含钴离子的功能配合物湿敏材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含钴离子的功能配合物湿敏材料及其制备方法和应用，该功能配合物湿敏材料具体组成为[Co_0.5(TAA)(DPP)_0.5(H₂O)]_n，在功能配合物湿敏材料的分子结构中，Co(II)离子为变形八面体配位环境。该功能配合物湿敏材料的制备方法为：将六水合硝酸钴、3‑噻吩丙二酸和1,3‑二(4‑吡啶基)丙烷在水溶剂中混合，滤液进行水热，得到大量片状晶体。在不同的相对湿度下，该功能配合物湿敏材料的阻抗具有快速灵敏的响应，说明其可以作为一种性能优异的湿敏材料。本发明的优点是：该材料制备方法操作简单，易工业放大，制备工艺成本低廉，产品稳定性高，在湿敏传感器等电化学传感领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于电化学传感器技术领域，具体来说涉及一种含钴离子的功能配合物湿敏材料及其制备方法和应用。

背景技术

传感器技术作为获取自然和生产领域中各类信息的主要手段，已成为衡量一个国家科技发展水平的重要基准(茂军,传感器技术.北京：国防工业出版社，2008，1–4)。近年来，研究人员发现配合物材料兼具有机、无机化合物的优势，可以作为传感材料对某些气体、液体分子或离子实现较好的检测功能。相比传统的氧化物陶瓷和高分子聚合物，该类材料具有诸多优点比如种类丰富，结构可控，活性位点多样，孔结构可调节等(Chem.Rev.2015,115,4571–4606)。目前，基于配合物材料的传感器虽然已引起研究者的重视，但仍然存在诸多问题，比如种类较少、成本较高、制备复杂，传感性能有待改善等，因此，寻找合适的配体、简便的制备方法开发结构稳定，性能良好的配合物电化学传感材料意义十分重大。

发明内容

针对电化学传感性能的配合物种类较少、性能有待改善，而现有的产品制备复杂、成本较高的问题，本发明的目的在于提供一种噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法得到的噻吩衍生物类功能配合物晶体材料。

本发明的另一目的是提供上述噻吩衍生物类功能配合物晶体材料作为化学电阻型湿敏材料在湿敏传感器中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将X mol六水合硝酸钴与水均匀混合，得到溶液A，其中，按质量份数计，所述六水合硝酸钴与水的比为1:(50～100)；

步骤2，将X mol 3-噻吩丙二酸(H₂TMA,3-thiophenemalonic acid)和X mol 1,3-二(4-吡啶基)丙烷加入步骤1所得溶液A中，搅拌至少60min，过滤得到澄清溶液；

步骤3，将步骤2所得澄清溶液于120～150℃保温48～96h，按照2～8℃/h的降温速率降至室温20～25℃，过滤得到固体，清洗所述固体得到无色晶体为所述[Co_0.5(TAA)(DPP)_0.5(H₂O)]_n(噻吩衍生物类功能配合物晶体材料)。

在所述步骤3中，将所述澄清溶液于120～150℃保温48～96h的具体操作为：将所述澄清溶液放置于聚四氟乙烯作为内衬的水热釜中，将所述水热釜放置烘箱中于120～150℃保温48～96h。

在所述步骤3中，所述烘箱的升温速率为10～26℃/h。

在所述步骤3中，清洗所述固体的方法为：用蒸馏水和乙醇交替洗涤所述固体。

在上述技术方案中，所述蒸馏水和乙醇清洗的次数共为6次。

上述制备方法所得噻吩衍生物类功能配合物晶体材料。