[发明专利]三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料及其制备

权利要求书

1.一种三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料，其特征在于，其由三重熔融卟啉二聚体TFP共价键连在SWCNT的表面形成；

其中，三重熔融卟啉二聚体TFP的化学结构式为：

，Ar=。

2.如权利要求1所述的一种三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）取吡咯与硫光气反应制得二吡咯硫酮，然后采用双氧水氧化，接着对氧化产物用NaBH₄还原得到带有两个空缺的meso位的二吡咯烷；

（2）取步骤（1）得到的二吡咯烷与3，5-二叔丁基苯甲醛缩合，加入三氟乙酸催化，常温避光反应并用二氯二氰基苯醌还原脱氢，得到5，15-双-(3，5-二叔丁基苯基)卟啉；

（3）往5，15-双-(3，5-二叔丁基苯基)卟啉的四氢呋喃溶液中，加入事先锂化的对溴苯胺，过夜反应，分离得到5-(4-氨基苯基)-10,20-双-(3,5-二叔丁基苯基)卟啉；

（4）将5-(4-氨基苯基)-10,20-双-(3,5-二叔丁基苯基)卟啉的二氯甲烷溶液加热回流，再加入乙酸/乙酸酐混合物，反应冷却并中和后，继续加入醋酸锌的甲醇溶液反应过夜，得到5-(4-乙酰胺基苯基)-10,20-双-(3,5-二叔丁基苯基)卟啉；

（5）将5-(4-乙酰胺基苯基)-10,20-双-(3,5-二叔丁基苯基)卟啉的二氯甲烷溶液在-78℃的超低温下稳定，再加入高碘化物双(三氟乙酸)碘苯，常温反应，继续在-78℃低温下加入硼氢化钠移除过量的双(三氟乙酸)碘苯，分离得到对称的三重连接熔融卟啉；

（6）再将对称的三重连接熔融卟啉溶解在乙醇溶液中，加入浓盐酸，通过薄层色谱监测在第二个新点产生时终止反应，分离纯化，得到不对称三重连接熔融卟啉TFP；

（7）再将纯化后的SWCNT加入邻二氯苯和N-甲基吡咯烷酮混合溶剂中超声，接着加入亚硝酸异戊酯和步骤（6）所制得的不对称三重连接熔融卟啉TFP，加热回流，即得到目的产物-三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料。

3.根据权利要求2所述的一种三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，吡咯与硫光气的质量比为11.6:10，反应在乙醚溶剂中进行，反应温度为0℃；

二吡咯硫酮与双氧水的添加量比为40mmol：33mL，双氧水的质量分数为30%，双氧水氧化在甲醇溶剂中进行，反应温度为0℃；

氧化产物与硼氢化钠的摩尔比为1：（8-12），硼氢化钠还原在乙醇溶剂中进行，反应温度为78℃。

4.根据权利要求2所述的一种三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，二吡咯烷、3，5-二叔丁基苯甲醛与二氯二氰基苯醌的摩尔比为13.8：13.8：（15-22）；

加入的三氟乙酸的量满足：每13.8mmol 3,5-二叔丁基苯甲醛对应滴加30滴三氟乙酸，反应温度为常温，反应时间为3h。

5.根据权利要求2所述的一种三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，5，15-双-(3，5-二叔丁基苯基)卟啉与事先锂化的对溴苯胺的摩尔比为（1.5-2）:20.2；

步骤（3）中，过夜反应为常温过夜反应，且锂化和将锂化的对溴苯胺加入时保证温度为-78℃。

6.根据权利要求2或5所述的一种三重熔融卟啉二聚体共价功能化单壁碳纳米管非线性纳米杂化材料的制备方法，其特征在于，对溴苯胺的锂化过程具体为：在氮气气氛下，取对溴苯胺在-78℃的低温下加入到无水乙醚中溶解，稳定后再加入正丁基锂的正己烷溶液，移除低温并常温过夜搅拌至形成粘性混合物，即完成，其中，对溴苯胺与正丁基锂的摩尔比为（15-25）:60。