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专利号: 2019112190762
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种咔唑类有机染料,其特征在于,具有式I所示结构:其中,R1、R2和R3独立地包括C0~12烷基;

所述L为链接基团,所述L包括烯烃基、芳香烯烃基或C0~12烷基;

所述A为锚定基团,所述A包括酸类基团、酮类基团或含氮共轭环类基团。

2.根据权利要求1所述的咔唑类有机染料,其特征在于,所述C0~12烷基包括正构烷基或异构烷基;所述L包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、苯乙烯基或噻吩乙烯基;所述A包括氰基乙酸基团、苯甲基团、苯甲醛基团、丙烯酸基团、吡咯基或吡啶基。

3.根据权利要求1或2所述的咔唑类有机染料,其特征在于,所述咔唑类有机染料包括:

4.权利要求1~3任一项所述咔唑类有机染料的制备方法,其特征在于,当所述L为烯烃基或芳香烯烃基时,所述咔唑类有机染料的制备方法包括以下步骤:

1)将具有式II所示结构的化合物、具有式III所示结构的化合物、四(三苯基膦)钯、甲苯和碳酸钠水溶液混合,进行铃木偶联反应,得到第一中间体;

2)将所述第一中间体、有机混合溶剂和硼氢化钠的氢氧化钠溶液混合,进行醛还原反应,得到第二中间体;

3)将所述第二中间体、二氯甲烷和三苯基溴化磷混合,进行亲核取代反应,得到第三中间体;

4)将所述第三中间体和具有式IV所示结构的化合物、二氯甲烷和DBU混合,进行wittig反应,得到有机染料中间体;

5)将所述有机染料中间体、氰乙酸、甲苯、乙腈和哌啶混合,进行克脑文格尔反应,得到咔唑类有机染料;

或者,当所述L为烯烃基或芳香烯烃基时,采用以下步骤替换所述步骤1)和步骤2):将4-二苯氨基苯甲醛、有机混合溶剂和硼氢化钠的氢氧化钠溶液混合,进行醛还原反应,得到第二中间体;

当所述L为C0~12烷基时,所述咔唑类有机染料的制备方法包括以下步骤:将具有式V所示结构的化合物、具有式VI所示结构的化合物、四(三苯基膦)钯、甲苯和碳酸钠水溶液混合,进行铃木偶联反应,得到有机染料中间体;

将所述有机染料中间体、氰乙酸、甲苯、乙腈和哌啶混合,进行克脑文格尔反应,得到咔唑类有机染料;

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述具有式II所示结构的化合物、具有式III所示结构的化合物、四(三苯基膦)钯、甲苯和碳酸钠水溶液的用量比为1~2mmol:

1.2~2.4mmol:0.1~0.3g:30~40mL:10~15mL,所述碳酸钠水溶液的浓度为2mol/L;所述铃木偶联反应的温度为90℃,时间为48h;

所述第一中间体、有机混合溶剂和硼氢化钠的氢氧化钠溶液的用量比为0.1~0.5g:10~15mL:5~10mL;所述有机混合溶剂为THF和甲醇的混合溶剂,所述THF和甲醇的体积比为

4:1;所述硼氢化钠的氢氧化钠溶液由50~80mg硼氢化钠溶解于5~10mL氢氧化钠水溶液中制备而得,所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为4%;所述醛还原反应的温度为0℃,时间为

0.5~5h。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,制备第三中间体时,所述第二中间体、二氯甲烷和三苯基溴化磷的用量比为0.2~0.5g:10~15mL:0.1~0.3g,所述亲核取代反应的温度为室温,时间为24h;

进行wittig反应时,所述第三中间体和具有式IV所示结构的化合物、二氯甲烷和DBU的用量比为0.1~0.3g:0.1~0.3g:20~30mL:0.5~1.5mL,所述wittig反应的温度为室温,时间为0.5~5h。

7.一种染料敏化二氧化钛复合催化剂,其特征在于,所述染料敏化二氧化钛复合催化剂包括二氧化钛和咔唑类有机染料,所述二氧化钛上负载有权利要求1~3任一项所述咔唑类有机染料,所述咔唑类有机染料的负载量为0.01~2wt%。

8.权利要求7所述染料敏化二氧化钛复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

将咔唑类有机染料、二氯甲烷和纳米级TiO2颗粒混合,进行复合,得到染料敏化二氧化钛复合催化剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述咔唑类有机染料、二氯甲烷和纳米级TiO2颗粒的用量比为6μmol:10mL:500mg;

所述复合的温度为室温,所述复合的时间为24h。

10.权利要求7所述染料敏化二氧化钛复合催化剂或权利要求8~9任一项所述制备方法制备的染料敏化二氧化钛复合催化剂在催化降解废水中酸性黑中的应用。