[发明专利]苯并噻二唑-二氧化钛纳米片异质结复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.苯并噻二唑-二氧化钛纳米片异质结复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，合成苯并噻二唑光功能分子BTDSCN；

步骤2，将苯并噻二唑光功能分子BTDSCN与TiO₂纳米片混合，进行水热反应，形成苯并噻二唑-二氧化钛纳米片异质结复合光催化材料。

2.根据权利要求1所述的苯并噻二唑-二氧化钛纳米片异质结复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：

步骤1.1，将2-溴-9H-咔唑和氢氧化钠溶解在二甲基亚砜中，在氩气保护下，进行加热搅拌，然后加入3-溴丙酸甲酯，继续反应20-24h，反应结束后用水淬灭反应，再用盐酸酸化至pH为5，搅拌1-2h，抽滤，洗涤，得到化合物1；

步骤1.2，将化合物1和2-三甲基甲硅烷基乙醇加入二氯甲烷中，在氩气保护下冷却至0℃，加入EDCI和DMAP反应10-12h，反应结束后，用二氯甲烷萃取，将有机层用饱和氯化铵溶液、水、饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发溶剂后通过硅胶色谱法纯化粗产物，得到化合物2；

步骤1.3，将化合物2、双(频哪醇)二硼和醋酸钾溶解在N,N二甲基甲酰胺中，在氩气保护下加入Pd(PPh₃)₂Cl，在80-90℃下加热12-15h；结束后，冷却，用乙酸乙酯和水萃取，将得到的有机相用水、饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，收集滤液，旋转蒸发溶剂后用硅胶色谱法纯化粗产物，得到化合物3；

步骤1.4，在0℃条件下，将浓硫酸、发烟硝酸、发烟硫酸依次缓缓加入4,7-二溴苯并噻二唑中，之后在冰水浴中搅拌0.5-1h，然后在60-70℃下加热反应6-8h；反应结束后，将溶液缓慢倒入冰水中，静置30-40min后，抽滤，洗涤，所得滤饼为粗产物，将粗产物进行重结晶，得到化合物4；

步骤1.5，将化合物4和2-三丁基甲锡烷基噻吩在蒸馏的四氢呋喃中用氩气鼓泡10min，之后在氩气的保护下加热至90-100℃搅拌20-30min，再加入Pd(PPh₃)₄，继续搅拌回流过夜，冷却，加入饱和氟化钾溶液，室温下搅拌2-3h，将反应混合物通过硅藻土垫过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤，将得到的有机相用水、饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，收集滤液，再减压蒸发去除溶剂得到粗产物，将粗产物在乙酸乙酯中重结晶，得到化合物5；

步骤1.6，将化合物5溶解在N,N二甲基甲酰胺中，用锡纸包裹进行避光处理，然后在80-90℃下加热搅拌30-60min，之后一次性加入NBS并在黑暗中继续搅拌反应3-4h，此时薄层色谱分析还有3个点，未完全转化，再添加另外一份NBS继续搅拌反应6-8h，待薄层色谱分析显示为一个点时，转换已完全，将反应液倾倒入冰水中，有橙色固体颗粒析出，抽滤，洗涤滤饼，得到化合物6；

步骤1.7，将化合物6和化合物3溶解在超干四氢呋喃中，加入碳酸钾水溶液中，用氮气鼓泡10min，再升温至80-90℃并搅拌30-40min，再加入Pd(dppf)Cl₂·CH₂Cl₂过夜反应，反应结束后萃取，将有机相用水、饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发溶剂后通过硅胶色谱法纯化粗产物，得到化合物BTDSCO；

步骤1.8，将化合物BTDSCO溶解在二氯甲烷和甲醇的混合液中，然后加入氯化铵，置于氩气保护下，在40-50℃下搅拌6-8h，然后分批次加入锌粉，薄层色谱分析监测反应，待产物转换完全后，停止反应，用二氯甲烷萃取，将得到的有机相用水、饱和碳酸氢钠洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发溶剂后通过硅胶色谱法纯化粗产物，得到BTDSCN。

3.根据权利要求2所述的苯并噻二唑-二氧化钛纳米片异质结复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中，加热搅拌温度为85-95℃，加热搅拌时间为30-40min；2-溴-9H-咔唑、氢氧化钠、3-溴丙酸甲酯的摩尔比为1-2：5-10：2.5-5。