本发明专利技术涉及一种钴酞菁功能化Janus复合材料及其制备方法和应用。采用的技术方案是：将四羧基钴酞菁通过静电作用固载到氨基化的Janus复合材料表面，制备得到了一种兼具酞菁催化活性和Janus材料乳化特性的新型复合材料CoTaPc‑PS@SiO2，该复合材料在水相及有机相均具有良好的分散性，在有机染料降解、燃油脱硫、苯乙烯环氧化等领域有着潜在的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂材料领域，尤其涉及一种钴酞菁功能化Janus复合材料的制备方法。
技术介绍
近年来，Janus材料由于其拥有两个具有不同化学组成的表面而备受关注，其特殊的结构和性能已成为材料科学研究热点。在Janus材料众多优异性能中，双亲性使其可以作为颗粒乳化剂来稳定乳液。酞菁(Phthalocyanines,Pcs)由于其独特的光、电化学性质被广泛应用于催化、有机太阳能电池、非线性光学材料等诸多领域。其中钴酞菁配合物在有机染料降解、燃油脱硫、苯乙烯环氧化等方面呈现出较高的催化活性和选择性。通过将酞菁配合物引入到Janus材料的表面实现对其功能化修饰，可以赋予其更多独特的性能，从而拓展其应用的领域，但到目前为止相关的报道还很少。
技术实现思路
本专利技术将四羧基钴酞菁通过静电自组装固载到Janus材料表面，目的是得到一种兼具酞菁催化活性和Janus材料乳化特性的新型钴酞菁功能化Janus复合材料(CoTaPc-PSSiO2)。该复合材料合成方法简单、易纯化、在水相或有机相中均有很好的分散性，在催化有机染料降解、燃油脱硫、苯乙烯环氧化等领域有很好的应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种钴酞菁功能化Janus复合材料，制备方法如下：将四羧基钴酞菁通过静电作用固载到氨基化的Janus复合材料表面。优选的，本专利技术所述的Janus复合材料是聚苯乙烯/二氧化硅复合微球(PSSiO2)。上述的一种钴酞菁功能化Janus复合材料，具体制备方法如下：1)四甲酰胺基酞菁的制备：以4-羧基邻苯二甲酸酐、尿素、钼酸铵和六水合二氯化钴为原料，三氯苯作为溶剂，190℃下，反应4-5h，过滤所得固体分别用硝基苯、甲醇淋洗，将滤饼依次分别在去离子水、HCl溶液、丙酮和乙醇的混合溶液中各回流2h后抽滤，产物依次用乙醚、四氢呋喃、三氯甲烷淋洗，得四甲酰胺基酞菁。2)四羧基钴酞菁(CoTaPc)的制备：将四甲酰胺基酞菁在NaOH水溶液中水解后，抽滤，用浓盐酸调节滤液的pH＝l，再抽滤得滤饼，滤饼洗涤至中性，然后依次用无水乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙醚、三氯甲烷淋洗滤饼，DMF重结晶，真空干燥，得四羧基钴酞菁(CoTaPc)。3)氨基化的聚苯乙烯/二氧化硅复合微球(APSSiO2)的制备：将聚苯乙烯/二氧化硅复合微球(PSSiO2)超声分散于无水乙醇中，加入氨丙基三甲氧基硅烷，N2保护下回流23-25h，过滤，滤饼用乙醇洗涤，真空干燥，得APSSiO2。4)钴酞菁功能化Janus复合材料(CoTaPc-PSSiO2)的制备：将四羧基钴酞菁(CoTaPc)与氨基化的聚苯乙烯/二氧化硅复合微球(APSSiO2)分散于DMF中，常温反应，离心提纯，得CoTaPc-PSSiO2。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术得到了一种新型Janus材料(CoTaPc-PSSiO2)。2、本专利技术所制备的复合材料兼具催化和乳化双重功能。3、本专利技术所制备的复合材料在催化有机染料降解、燃油脱硫、苯乙烯环氧化等领域有很好的应用前景。附图说明图1是CoTaPc-PSSiO2、CoTaPc和APSSiO2的紫外-可见吸收光谱。图2是PSSiO2(a)和CoTaPc-PSSiO2(b)的TEM图。图3是PSSiO2(A)、APSSiO2(B)和CoTaPc-PSSiO2(C)的Zeta电位图。图4是复合材料CoTaPc-PSSiO2(a)分别分散在水和甲苯中的照片和(b)乳化水和甲苯分别得到水包油型(O/W)和油包水型(W/O)乳液的照片。图5是CoTaPc/PSSiO2作为颗粒乳化剂得到W/O型乳液放置(a)24h和(b)一个月后的形貌。具体实施方式实施例1钴酞菁功能化Janus复合材料(CoTaPc-PSSiO2)(一)制备方法如下1、四甲酰胺基酞菁的合成分别称取4-羧基邻苯二甲酸酐(4.72g，20mmol)、尿素(9.6g，160mmol)、钼酸铵(0.15g，0.8mmol)和六水合二氯化钴(1.43g，6mmol)加入到30mL三氯苯中，混合物190℃反应4-5h，反应结束后，趁热过滤，固体分别用硝基苯、甲醇洗涤三次。将滤饼加入到100mL去离子水中，回流2h后过滤；再将所得固体加入到100mL的HCl溶液(1.0mol/L)中，回流2h后过滤；然后再将所得固体继续在丙酮和乙醇(体积比为1:1)的混合溶液中回流2h，过滤，将最终所得产物依次用乙醚、四氢呋喃、三氯甲烷洗涤，制得四甲酰胺基酞菁。2、四羧基钴酞菁的合成(CoTaPc)取4g四甲酰胺基酞菁加入到100mLNaOH(2.0mol/L)水溶液中，90℃水解12h，静置，冷却至室温后，抽滤，用浓盐酸调节滤液的pH＝l，出现大量沉淀，静置过夜，过滤，滤饼用去离子水洗涤至中性，然后依次用少量无水乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙醚、三氯甲烷洗涤滤饼3次，每次5mL，用DMF重结晶，干燥后得2.4g产物(CoTaPc)，产率约59％。元素分析，C36H16N8O8Co理论值：C,57.84％；H,2.16％；N,14.99％，测量值：C,58.29％；H,2.47％；N,14.33％。3、氨基化的聚苯乙烯/二氧化硅复合微球(APSSiO2)的制备取100mg聚苯乙烯/二氧化硅复合微球(PSSiO2)超声分散于30ml无水乙醇中，然后加入100mg氨丙基三甲氧基硅烷，N2保护下回流24h，过滤，滤饼用乙醇洗涤三次、真空干燥，得白色粉末状固体APSSiO2。4、钴酞菁功能化Janus复合材料(CoTaPc-PSSiO2)的制备取200mgAPSSiO2超声分散于30mlDMF中，然后加入100mg四羧基钴酞菁，常温下搅拌4h，过滤，滤饼用DMF洗涤至滤液无色后再用乙醇洗涤两次，真空干燥得蓝色粉末状固体。(二)实验结果图1分别给出了CoTaPc-PSSiO2、APSSiO2和CoTaPc的紫外-可见吸收光谱。通过对比可以发现复合材料CoTaPc-PSSiO2在678nm和334nm处的吸收峰分别对应于配合物CoTaPc在670nm和333nm处的Q带和B带特征吸收峰，由此说明CoTaPc成功固载到APSSiO2表面。图2为复合材料PSSiO2(a)和CoTaPc-PSSiO2(b)的TEM图。通过对比可以确定配合物CoTaPc在PSSiO2表面固载前后，材料的形貌和尺寸未发生明显变化，形貌规整，尺寸均一。图3是PSSiO2、APSSiO2和CoTa本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钴酞菁功能化Janus复合材料，其特征在于：制备方法如下：将四羧基钴酞菁与氨基化的Janus复合材料分散于DMF中，常温反应，离心提纯。
【技术特征摘要】
1.一种钴酞菁功能化Janus复合材料，其特征在于：制备方法如下：将四羧基钴酞菁与氨
基化的Janus复合材料分散于DMF中，常温反应，离心提纯。
2.根据权利要求1所述的一种钴酞菁功能化Janus复合材料，其特征在于：所述的四羧基
钴酞菁的制备方法是：将四甲酰胺基酞菁在NaOH水溶液中水解后，抽滤，用浓盐酸调
节滤液的pH＝l，再抽滤得滤饼，滤饼洗涤至中性，然后依次用无水乙醇、丙酮、四氢
呋喃、乙醚、三氯甲烷淋洗滤饼，DMF重结晶，真空干燥，得四羧基钴酞菁。
3.根据权利要求2所述的一种钴酞菁功能化Janus复合材料，其特征在于：所述的四甲酰
胺基酞菁的制备方法是：以4-羧基邻苯二甲酸酐、尿素、钼酸铵和六水合二氯化钴为原
料，三氯苯作为溶剂，190℃下，反应4-5h，过滤所得固体分别用硝基苯、甲醇淋洗，
将滤饼依次分别在去离子水、HCl溶液、丙酮和乙醇的混合溶液中各回流2h后抽滤，
产物依次用乙醚、四氢呋喃、三氯...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙颖，张薇，梁福鑫，杨振忠，宋溪明，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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