[发明专利]一种石墨烯量子点修饰的金属卟啉纳米管-硫化镉复合光敏传感材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯量子点修饰的金属卟啉纳米管-硫化镉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0.5-1.5 h，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；

步骤2：四磺酸苯基金属卟啉的制备：在105-115℃下，将N，N-二乙基甲酰胺，四磺酸苯基卟啉及金属氯化物的混合溶液在氮气气氛下反应6-10h，待冷却至室温时，倾入水中，静置沉淀，过滤，洗涤，得到粗四磺酸苯基金属卟啉，提纯得到四磺酸苯基金属卟啉；

步骤3：四磺酸苯基金属卟啉纳米管的制备：将预处理后的多孔α-氧化铝基板浸入四磺酸苯基金属卟啉/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金属卟啉纳米管；

步骤4：四磺酸苯基金属卟啉纳米管/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金属卟啉纳米管在聚四氟乙烯反应釜中，170-190℃下反应20-30 h，离心，洗涤干燥，得到四磺酸苯基金属卟啉纳米管/硫化镉复合材料；

步骤5：石墨烯量子点的制备：pH=9-11时，将氧化石墨溶液超声分散后转移至聚四氟乙烯反应釜中，210-230℃反应20-30h，抽滤，透析得到石墨烯量子点，50-70℃下真空干燥6-10 h；

步骤6：石墨烯量子点修饰的金属卟啉纳米管-硫化镉复合光敏传感材料的制备：将石墨烯量子点加入到聚二甲基硅氧烷溶液中，超声分散均匀，再将其滴加到四磺酸苯基金属卟啉纳米管/硫化镉复合材料上，室温下自然风干，得到生长在多孔α-氧化铝基板上的石墨烯量子点修饰的四磺酸苯基金属卟啉纳米管/硫化镉复合材料，浸入氢氧化钠溶液中以去除多孔α-氧化铝基板，洗涤，得到柔性的石墨烯量子点修饰的金属卟啉纳米管-硫化镉复合光敏传感材料。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯量子点修饰的金属卟啉纳米管-硫化镉复合光敏传感材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的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30-80ml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所述的一种石墨烯量子点修饰的金属卟啉纳米管-硫化镉复合光敏传感材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，反应开始前通氯化氢气体5-10 min进行脱气；四苯基卟啉的添加量为20-50 mg，溶解四苯基卟啉的二氯甲烷添加量为10-20 ml，发烟硫酸的质量浓度为50%，添加量为1-3 ml，溶解发烟硫酸的二氯甲烷添加量为5-18 ml；洗涤用水洗2次，异丙醇洗3次；

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。