[发明专利]一种绿色简单的纳米卟啉制备方法

说明书

一种绿色简单的纳米卟啉制备方法，属于纳米材料制备领域，该方法按如下步骤进行：(1)以四‑(4‑吡啶基)锌卟啉的N,N‑二甲基甲酰胺溶液作为反应底物，选用适宜浓度范围的十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)水溶液作为反应溶剂，常温常压下将两种溶液直接混合，在超声仪中超声5‑10min，然后在70℃水浴加热10‑15min即可得到双棒形貌特征的四‑(4‑吡啶基)锌卟啉纳米棒复合物。本发明的合成方法快速简单、极易操作、反应时间短、可控性高、环境友好、具有良好的稳定性和重复性等优点。

技术领域

本发明涉及一种绿色简单的纳米卟啉的自组装纳米化方法，属于卟啉纳米材料技术领域。

背景技术

纳米卟啉由于其独特的结构和物理化学特性在各个交叉学科领域具有良好的应用前景。目前获得纳米卟啉有两种方法：一、将卟啉制成纳米粒子即通过卟啉自组装；二、将卟啉与纳米粒子结合。其中，方法二操作较复杂，反应时间长且成本较高，因此卟啉自组装的方法一直是非常热衷研究的领域之一。

自组装在自然界中无所不在，它可以导致有序的结构，并且可以发生在自然和合成系统中。它被认为是一种高效的“自下而上”的有机纳米材料合成方法。目前，很多有机纳米结构比如纳米管、纳米纤维、纳米棒等，已经通过各种自组装的方法制备。这些自组装的方法包括有机凝胶化，界面组装，分子识别，再沉淀，蒸发，静电纺丝，表面活性剂辅助等。这些方法大多操作复杂，具有复杂的后续处理工作，反应时间长，成本较高，且对环境会造成一定的污染。目前文献报道的表面活性剂辅助自组装方法中，以氯仿、四氢呋喃等作为金属卟啉的溶剂，这些方法反应时间长，重复性低，溶剂的毒性较大。而且合成出的纳米卟啉的形状不定。

发明内容

本发明的目的是提供一种容易操作、简单快速、没有复杂的后续处理、反应时间短、环境友好、毒性小，具有良好的稳定性和重复性的一种绿色简单的纳米卟啉自组装纳米化方法。

一种绿色简单的纳米卟啉自组装纳米化方法，其特征在于形成长度为114～286nm的双棒状卟啉纳米棒，按如下步骤执行：

(1)以四-(4-吡啶基)锌卟啉为原料，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，配制四-(4-吡啶基)锌卟啉的N,N-二甲基甲酰胺溶液作为反应底物；

(2)在常温、常压条件下，以十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂的水溶液作为反应剂；将四-(4-吡啶基)锌卟啉的N,N-二甲基甲酰胺溶液和十二烷基三甲基溴化铵的水溶液在直接混合，常温下采用超声仪超声5～10min，然后在70℃热水浴反应10～15分钟，自组装反应完毕，获得双棒状纳米化四-(4-吡啶基)锌卟啉即两个纳米长棒状的四-(4-吡啶基)锌卟啉并行贴合成一体。

本发明中四-(4-吡啶基)锌卟啉的N,N-二甲基甲酰胺溶液浓度为1.000×10^-3～1.500×10^-3mol/L；

本发明中十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂水溶液的浓度的范围为0.005mol/L～0.05mol/L。

四-(4-吡啶基)锌卟啉的N,N-二甲基甲酰胺溶液和十二烷基三甲基溴化铵的水溶液的体积比为1:9-9:1。

本发明中反应条件为常温、常压、室温下超声、70℃水浴方式，直接将四-(4-吡啶基)锌卟啉N,N-二甲基甲酰胺溶液，分别与适宜浓度范围的不同浓度的十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂进行直接混合，立刻形成一个不透明的微乳体系，常温下超声、70℃热水浴，使十二烷基三甲基溴化铵分子逐渐附着或溶解在球形油相体系中呈现浑浊溶液，持续加热反应操作，反应时间为10～15分钟，N,N-二甲基甲酰胺部分挥发使得溶液由浑浊变澄清，停止加热反应，自组装反应完毕，可获得不同长短的双棒状纳米化四-(4-吡啶基)锌卟啉。其特征在于在该浓度范围内，反应得到的是长度为114～286nm的双棒状卟啉纳米棒。