[发明专利]一种层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将无水SnCl₂和5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉溶于无水乙醇与N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，得到混合溶液；

2)将碳纳米管加入步骤1)制得的混合溶液中，超声处理，得到均匀的分散液；

3)对分散液进行溶剂热反应，反应温度为80～150℃，反应时间为20～48h，反应结束后自然冷却至室温，离心分离，得到固态产物；

4)将固态产物洗涤、干燥，制得层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料；

所述层厚可控指碳纳米管表面的卟啉-金属配合物壳层的厚度可控。

2.根据权利要求1所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，混合溶液中无水SnCl₂的浓度为1.67～4.17mmol·L^-1，5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉的浓度为0.83～8.33mmol·L^-1。

3.根据权利要求1所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，无水乙醇与N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，无水乙醇与N,N-二甲基甲酰胺的体积比为(2～4):1。

4.根据权利要求1所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，加入的碳纳米管的质量为无水SnCl₂和5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉的总质量的0.1～3.0倍。

5.根据权利要求1所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，通过调节5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉与碳纳米管的用量比能够调控碳纳米管复合材料的壳层厚度。

6.根据权利要求1所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，超声功率为100～150W，超声温度为16～28℃，超声时间10～60min。

7.采用权利要求1～6中任意一项所述的制备方法制得的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料，其特征在于，该卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料的壳层厚度在0.6～28.5nm范围内可控。

8.根据权利要求7所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料，其特征在于，该层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料结构中，碳纳米管表面同一卟啉-金属配合物层中5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉之间的结合靠卟啉的羧基与金属离子的配位作用；卟啉-金属配合物层间以及层与碳纳米管的结合靠π-π堆叠和疏水相互作用。

9.权利要求7或8所述的层厚可控的卟啉-金属配合物功能化碳纳米管复合材料在光电转换、光催化、电催化及吸附分离领域中的应用。