[发明专利]铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法

摘要

本发明涉及光电催化领域，本发明提供了一种铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法。本发明制备出石墨烯量子点，以发烟硫酸为硫源制备出四磺酸苯基金属卟啉，从而提高金属卟啉的水溶性，并在多孔α‑氧化铝基板上生长了致密的四磺酸苯基金属卟啉纳米管；然后通过简单的热聚合法得到铜石墨烯量子点共负载的卟啉纳米管丙酮溶液，将其分散在玻璃电极上，并沉积全氟磺酸和多聚‑L‑赖氨酸高分子膜，以形成稳定的修饰电极。本发明电极在水光解制氰、环境污染治理，染料敏化太阳能电池领域等方面具有重要发展前景。

主权项

1.一种铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：石墨烯量子点的制备：pH=9.5‑10.5下，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20‑30 h，抽滤，透析得到石墨烯量子点，55‑65℃下真空干燥6‑10 h，保存备用；步骤2：烯基丁二酸铜的制备：75‑85℃下，在烯基丁二酸钠水溶液中引入氯化铜水溶液，再在室温下搅拌10‑15 h；抽滤，洗涤，干燥，保存备用；步骤3：四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，保存备用；步骤4：四磺酸苯基金属卟啉的制备：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6‑10 h，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5：四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，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，浸入氢氧化钠溶液中以除去多孔α‑氧化铝基板，冲洗，分散在乙醇溶液中，得到四磺酸苯基金属卟啉纳米管乙醇溶液，保存备用；步骤6：铜‑石墨烯量子点‑四磺酸苯基金属卟啉纳米管复合物的制备：70‑80℃搅拌下，将四磺酸苯基金属卟啉纳米管乙醇溶液、烯基丁二酸铜、石墨烯量子点混合，将该混合溶液超声分散，干燥后在管式炉中以4‑6℃/min的速度升温至480‑520℃，焙烧1‑3 h，得到的粉末分散在丙酮溶液中；步骤7：铜石墨烯量子点共负载卟啉纳米管修饰电极的制备：将步骤6制备的溶液分散在预处理后的玻璃电极上，干燥，随后将全氟磺酸溶液涂布在基板上并自然风干，浸入多聚‑L‑赖氨酸溶液中后，冲洗干燥得到成品。