[发明专利]一种卟啉萘菁三层金属配合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种卟啉萘菁三层金属配合物及其制备方法和应用，属于有机半导体材料化学技术领域。本发明首次合成了La₂(TBPP)(TBNc)(TMPP)，并且首次制备出了La₂(TBPP)(TBNc)(TMPP)薄膜。La₂(TBPP)(TBNc)(TMPP)薄膜是将La₂(TBPP)(TBNc)(TMPP)溶液滴涂到ITO/PET叉指电极上并利用溶剂蒸汽退火法进行制备的。本发明的制备方法简单有效、实验过程易于控制。本发明获得一种气敏性能优异的传感器元件，在室温下，对300‑800ppm的丙酮具有响应性好、灵敏度高、响应及恢复时间快、重现性好、选择性强的优点；且制备简单，生产成本低，绿色环保，可以用于对环境中低浓度丙酮的检测；是一种柔性元件。

技术领域

本发明涉及一种卟啉萘菁三层金属配合物及其制备方法和应用，属于有机半导体材料化学技术领域。

背景技术

丙酮是一种工业及实验室广泛使用的有机溶剂，具有高度易燃性，长期接触会对人体健康造成危害；同时，丙酮还是动物体物质代谢的一种产物，其浓度可以反映生物体的机体状况。可用于诊断和监测糖尿病和酮酸中毒症；在食品工业中，用于监测鱼肉类食物所释放出丙酮气体的浓度，确定其新鲜度，丙酮的监测具有重要的意义。因此，用于疾病早期和日常诊断的丙酮气体传感器可能成为下一代医疗技术。具体而言，作为检测，监测和提供有关人类警告的重要组成部分，化学阻抗传感器因简单操作，生产成本低和小型化而受到很多关注。但是，新设备必须克服许多具有挑战性的缺陷。以及它们与智能可穿戴平台的集成。这些新设备应该重量轻，机械灵活，并且能够长期运行。

在过去的几十年中，半导体金属氧化物纳米材料，例如ZnO，WO₃，SnO₂和TiO₂被研究作为用于丙酮感测的化学型气体传感器。然而，高工作温度(220-350℃)是一个显着的缺点，在很大程度上限制了这种基于半导体金属氧化物的传感器在气体传感领域的应用。有机半导体材料，特别是卟啉及其衍生物，具有高性能化学传感器所需的许多特性(例如，良好的导电性，柔韧性，低温可加工性，易于调节的化学性质等)，可以补充其他传感器的不足。因此，合成有机半导体材料并研究其气敏性能具有重要的实用价值意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卟啉萘菁三层金属配合物及其制备方法和应用。

本发明采用以下技术方案：

一种卟啉萘菁三层金属配合物，简称La₂(TBPP)(TBNc)(TMPP)，其结构式，如式1所示：

上述卟啉萘菁三层金属配合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将La(TBPP)(TBNc)，H₂(TMPP)和[La(acac)₃]·nH₂O加入到装有1,2,4-三氯苯的圆底烧瓶中，将反应混合物在氮气下回流18-20小时，反应温度为180-190℃；La(TBPP)(TBNc)，H₂(TMPP)和[La(acac)₃]·nH₂O的摩尔比为1.0：1.5-2.0：2.5-3.0；La(TBPP)(TBNc)和1,2,4-三氯苯的摩尔比为1.0：1.5×10⁵-2.0×10⁵；

(2)反应完成后，在减压条件下除去1,2,4-三氯苯，冷却；以二氯甲烷和正己烷的混合溶液作洗脱剂用硅胶柱进行提纯；二氯甲烷和正己烷溶液的体积比为1：1；

(3)为了提高产物的纯度，将步骤(2)中所得La₂(TBPP)(TBNc)(TMPP)加三氯甲烷溶解，用甲醇进行重结晶；三氯甲烷和甲醇的体积比为1：6-8；其中，氯仿作为易溶溶剂和甲醇作为不良溶剂。