[发明专利]苯环取代酞菁/氧化石墨烯复合非线性光学材料及其制备方法

权利要求书

1.苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料，其特征在于该苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料由四-α-(4-羟甲基苯甲氧基)酞菁锌化合物和氧化石墨烯键合而成，所合成的四-α-(4-羟甲基苯甲氧基)酞菁锌/氧化石墨烯键合物的结构为：

其中

2.根据权利要求1所述的苯环取代酞菁锌 /氧化石墨烯复合非线性光学材料，其特征在于所述的氧化石墨烯采用Hummers法制备而成。

3.苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料的制备方法，其特征在于该制备方法按下列步骤实现：

一、将3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈、无水正戊醇、Zn(CH₃COO)₂和DBU加入到反应容器中，以氮气作为保护气，升温到120～160℃并持续反应6～12h，得到的液-固混合物经减压旋蒸得到酞菁粗产品，采用乙酸乙酯经离心洗涤数次，得到四-α-(4-羟甲基苯甲氧基)酞菁锌；

二、制备GO；

三、将GO的DMF溶液、DCC的DMF溶液置于反应容器中，搅拌活化后加入四-α-(4-羟甲基苯甲氧基)酞菁锌的DMF溶液，在氮气保护下常温搅拌3～7天，然后以DMF作为洗脱剂，将得到的产物通过离心的方式除去未反应的酞菁，用乙醇分散反应物，烘干后得到苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料。

4.根据权利要求3所述的苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料的制备方法，其特征在于步骤一中3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈的制备方法如下：

a、将3-硝基邻苯二腈和1,4-苯二甲醇置于反应瓶内，以DMF溶液作为反应溶剂，无水碳酸钾为催化剂，在氮气气氛保护下置于室温环境中搅拌反应90～100h，待反应结束后，经抽滤除去反应后的固相物并收集滤液，即3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈的DMF溶液；

b、将3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈的DMF溶液转移至三氯甲烷中，然后置于冰水浴中静置10～14h，以二次水为萃取剂进行萃取处理除去DMF，再通过减压蒸馏除去三氯甲烷，得到油状的3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈，以正己烷为溶剂，通过重结晶的方法得到白色粉末状固体，经减压抽滤后、在真空干燥的条件下最终得到3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈。

5.根据权利要求3所述的苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料的制备方法，其特征在于步骤一中3-(4-羟甲基苯甲氧基)邻苯二腈和Zn(CH₃COO)₂的摩尔比为4:1。

6.根据权利要求3所述的苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述GO的制备方法如下：

步骤一、将5g石墨粉、50mL质量浓度为98％的浓H₂SO₄、8g K₂S₂O₈和5g P₂O₅混合均匀，置于80℃水浴中加热并机械搅拌4～6h，待反应结束后冷却至室温，加蒸馏水稀释所得的混合物并继续用蒸馏水对反应物进行反复抽滤冲洗，洗涤数次，烘干后得到预氧化石墨烯；

步骤二、将预氧化石墨烯转移至含有100mL质量浓度为98％的浓H₂SO₄、2g NaNO₃和12gKMnO₄的混合溶液中，置于35℃下机械搅拌2～4h，向反应液中逐滴加入H₂O₂溶液，直至反应液呈现出棕黄色为止，用0.5mol/L盐酸水溶液过滤、洗涤直至棕黄色固体不再溶解形成胶状液，即得到氧化石墨烯的粗产品，经离心透析纯化后得到氧化石墨烯。

7.根据权利要求3所述的苯环取代酞菁锌/氧化石墨烯复合非线性光学材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的GO的DMF溶液是将GO溶于10mL DMF溶液中，通过超声分散得到GO的DMF溶液。