专利名称：含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物及其制备方法。
背景技术：
众所周知，纳米材料科学是未来材料科学发展的重点，而它的研究和发展对化学的各个领域都有着深远的影响。而作为纳米材料中的一个重要组成部分，如蒙脱土和水滑石那样的层状纳米空间材料，由于其具有明确的纳米级空间结构和稳定的物理和化学性能，使其在催化化学、材料化学、电化学和生物化学等领域被广泛地加以研究和应用。在层状纳米空间中，功能性无机或有机分子可以以单分子层的形态存在，这是在宏观空间中不可能得到的，从而有可能形成具有全新性能的复合材料，并且得到宏观空间中所不可能具有的物理和化学性能。目前蒙脱土和水滑石类层状材料在催化化学应用方面，如文献 Tetrahedron, 2000，56，9357—9364、Chem. Commun.，1998，1033—1034 禾口 Chem. Mater.， 2002, 14，3823-3828中主要表现为可以提高催化活性或表现出新的催化性能；在材料化学应用方面，如专利 CN02127254. 9、CN03815807. 8 和文献 Chem. Mater. , 2002, 14:4202-4208中主要表现为可大幅度的改善和提高高分子材料的物理化学性能和力学性能；而在电化学应用方面，主要表现在提高电化学活性分子的电化学活性或表现出在宏观空间中所不具有的电化学性能，如文献J. Am. Chem. Soc. , 1989, 111，4139-4141、 Chem. Mater., 2001， 13:1976-1983、 Macromolecules,2002， 35， 1419-1423 禾口 Langmuir, 2003，19，321-325 ；在生物化学应用方面，主要用于固定化酶、药物缓释等领域，如文献北京化工大学学报(自然科学版)，2002，29C3):9-11和北京化工大学学报，2002，29(1) 64-67。在二维层状纳米空间中，功能性分子在层空间中的排列方式，决定了层状-功能性分子复合材料的性能。而调节和控制分子在二维空间中排列的关键，是控制和设计二维空间的结构和环境。但像蒙脱土和水滑石那样的无机层状材料所固有的层空间结构却很难改变。虽然国内外的很多研究者试图通过利用有机分子的后处理，来改变无机层状纳米空间的环境。但由于在那些二维层状材料中，有机分子不能够被规则固定。因此通过有机分子的后处理，来改变无机层状纳米空间环境的效果非常有限，进而很难有效控制分子在层空间中的排列。这使得这些材料的应用受到了很大的限制。钌染料(钌金属有机化合物)具有优异的氧化还原特性、非常高的化学稳定性和良好的可见光响应光电物理性能，在电催化、光电化学应，以及包括染料敏化电池在内的光敏器件中有着非常广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物。本发明的目的之二在于提供该化合物的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用反应机理如下
:::::》:①(C26H20O10N6S2Ru) COCl + -SiO1. SC6H4NH3C12H25OSO3 -SiO1.5C6H4NH-( C26H20O10N6S2Ru )n (C12H25OSO3) ^n ”,②-SiO1.5C6H4NH-( C26H20O10N6S2Ru )n (C12H25OSO3) ^n+ HCl -SiO1.5C6H4NH-( C26H20O10N6S2Ru (η 为 0. 1 0. 3)
根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案
一种含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物，其特征在于该化合物是以具有
规则排列氨基的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物为骨架，接枝了经酰化
后的钌535染料而得到，其中对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物与经酰化
后的钌535染料的质量比为0. 75:广2.4:1 ；所述的具有规则排列氨基的对氨基苯基氧化
硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物的结构式为
权利要求
1. 一种含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物，其特征在于该化合物是以具有规则排列氨基的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物为骨架，接枝上经酰化后的钌535染料而得到，其中对氨基苯基氧化硅纳米层状化合物与经酰化后的钌535染料的质量比为0. 75:1 2. 4:1 ；所述的具有规则排列氨基的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物的结构式为
2.一种制备根据权利要求1所述的含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为a.具有规则排列氨基的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物的制备；b.将染料钌535同二氯亚砜反应，把钌535中的羧酸基酰氯化，制得酰氯化的钌535 染料；c.将具有规则排列氨基的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物同酰氯化的钌535染料进行接枝反应，得到含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物。
3.根据权利要求2所述的含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物的制备方法，其特征在于所述的步骤a的具体方法为将十二烷基硫酸钠和对氨基苯基三甲氧基硅烷按1:0.纩1:1的摩尔比溶解于去离子水中，调节PH值到1. 5^2. 5，并且在室温下磁力搅拌反应1(Γ14天；最后抽滤，分别用去离子水、乙醇洗涤，真空干燥得到对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物；其化学式为^siOuC6H4NH3C12H25OSCV
4.根据权利要求2所述的含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物的制备方法， 其特征在于步骤b的具体方法为将钌535染料与二氯亚砜按1:100:110的摩尔比在恒温40°C反应；Γ5小时后，减压蒸馏除去多余的二氯亚砜，然后用IOml无水苯洗涤蒸馏3次， 即得酰氯化的钌535。
5.根据权利要求2所述的含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物的制备方法， 其特征在于所述的步骤c的具体方法为将具有规则排列氨基的对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸纳米层状化合物与酰氯化的钌535染料按5:1飞1的摩尔比溶解在四氢呋喃中， 于恒温50°C搅拌反应12 15小时，最后抽滤，用四氢呋喃洗涤，真空干燥后把产物分散在 0. 2M盐酸溶液中，磁力搅拌1(Γ12小时，以除去剩余的十二烷基硫酸离子；最终得到黑红色的含有钌535染料的有机/无机复合层状化合物。
全文摘要
本发明涉及一种具有钌535染料的有机/无机复合层状化合物及其制备方法。本发明利用已经合成的带有规则排列氨基的有机/无机复合纳米层状化合物对氨基苯基氧化硅-十二烷基硫酸层状化合物，同酰化后的钌535进行酰胺化接枝反应，最终得到稳定的具有钌535染料的有机/无机复合层状化合物钌535酰胺苯基氧化硅层状化合物。该新型的有机/无机复合二维层状化合物克服了现有蒙脱土和水滑石类层状材料的难以控制层空间环境的缺点，而且钌染料有机金属化合物具有很好的可见光响应光电物理性能。通过发展合成这类具有钌染料的有机/无机复合层状化合物，可极大的扩展钌染料的应用范围，发展出一系列具有各种性能的新型有机/无机复合层状化合物。
文档编号C09B57/10GK102382483SQ20111024988
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者上官文峰, 姚建, 李聪, 袁坚, 邵雪, 黎慜 申请人:上海大学