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一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2017-03-24
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-08-01
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-04-16
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2037-03-24
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201710181530.4 申请日 2017-03-24
公开/公告号 CN106928153B 公开/公告日 2019-04-16
授权日 2019-04-16 预估到期日 2037-03-24
申请年 2017年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 C07D239/553B01J31/22G01N27/30 主分类号 C07D239/553
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 7 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN103396458A、CN103435659A、US20140371446A1、CN106083616A、CN103709204A、CN104926888A、CN103467367A 被引证专利
专利权维持 5 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 宁波大学 当前专利权人 宁波大学
发明人 徐欢、李星 第一发明人 徐欢
地址 浙江省宁波市江北区风华路818号 邮编 315211
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省宁波市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
北京风雅颂专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
李翔、李弘
摘要
本发明公开了一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法,该钴配合物是一种具有准确空间结构的电催化材料,其化学式为CoC8H12N6O12,结构单元为[Co(C4H2N3O4)2(H2O)4],晶系为三斜晶系,空间群为P‑1,晶胞参数为α=97.141°,β=108.592°,γ=115.555°,钴离子为六配位的八面体几何构型。所述对甲醛具有电催化活性的钴配合物的制备方法为:将5‑硝基乳清酸钾单水合物与具有电催化活性的钴离子进行化学反应,制得一种钴配合物。该制备方法操作简单,成本低廉,适合规模化生产。本发明所得的钴配合物对甲醛具有良好的电催化活性,作为电催化材料具有潜在的应用前景。
  • 摘要附图
    一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法
  • 说明书附图:图1
    一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法
  • 说明书附图:图2
    一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2019-04-16 授权
2 2017-08-01 实质审查的生效 IPC(主分类): C07D 239/553 专利申请号: 201710181530.4 申请日: 2017.03.24
3 2017-07-07 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物,其特征在于,该配合物具有一定空间结构,其化学式为CoC8H12N6O12,结构单元为[Co(C4H2N3O4)2(H2O)4],晶系为三斜晶系,空间群为P-
1,晶胞参数为 α=97.141°,β=108.592°,γ=
115.555°,C4H2N3O4为5-硝基乳清酸的羧基脱去后形成配体的分子式,钴离子为六配位的八面体几何构型,其中两个氮配位原子来自于配体C4H2N3O4,四个氧配位原子来自配位水分子;所述配体结构如下:

2.一种如权利要求1所述的对甲醛具有电催化活性的钴配合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取一定量的水合二氯化钴和5-硝基乳清酸钾单水合物,置于烧杯中,按照Co(II)离子与5-硝基乳清酸钾的物质量的比为1:1~2的比例加入,加水10~15mL,并加热、搅拌使其溶解,得反应混合物水溶液;
(2)将上述反应混合物水溶液转移到25mL具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,密封反应釜后置于鼓风干燥箱中,100~120℃加热反应24~72小时,反应结束冷却到室温,打开反应釜得棕红色块状晶体;
(3)将棕红色块状晶体取出,自然风干,即得所述的钴配合物;
所述参加反应的物质均为化学纯,所述水合二氯化钴为六水合二氯化钴。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于材料化学领域,具体涉及一种对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 电催化是能够加速电极和电解质界面上的电荷转移反应的一种催化作用。电催化作用包括电极反应和催化作用两个方面,因此电催化剂必需同时具有这两种功能:一能导电和比较自由地传递电子;二能对底物进行有效的催化活化作用。目前电催化主要应用于污水的电催化处理;含铬废水的电催化降解;烟道气及原料煤的电解脱硫;电催化同时脱除NOx和SO2;二氧化碳的电解还原等方面。选用合适的电极材料,可以加速电极反应的速率。实验研究结果表明一些过渡金属化合物或配合物对甲醛或过氧化氢具有良好的电催化活性,例如,冉繁敏等公开了一种对甲醛具有电化学响应的化合物及其制备方法,授权号CN 103396458B;赵亚云等公开了一种对过氧化氢具有电催化活性的钴配合物,授权号:
CN103467367B;李星等公开了一种对过氧化氢具有电催化活性的铜配合物及其制备方法,授权号:CN 103467498B。基于一些过渡金属化合物具有良好的电催化性能,可作为电极修饰材料或制作成传感器用于检测一些有毒有害气体。
[0003] 甲醛作为一种重要的有机原料在物料中大量分布,是一种破坏细胞蛋白质的原生质毒物,对皮肤、呼吸道及内脏都会造成损害,麻醉中枢神经,引起肺水肿、肾衰竭等。目前甲醛检测方法主要有分光光度法、电化学检测法、液相色谱法、传感器法等。例如使用拉曼光谱检测甲醛(张倩暄,关旭春,崔厚欣,一种甲醛检测的装置和方法,申请公布号CN 102749318),该方法操作、分析过于复杂。还有使用热传感性质检测甲醛的方法(刘东方,姜风,马晓聪,甲醛气体传感器,申请公布号CN 101825604A),该方法使用时,加热电极组必须将气体感测层加热到很高温度(300℃)才能正常检测,耗能大,安全性差。
[0004] 本发明公开一种对甲醛具有电催化活性的化合物,可作为电极修饰材料,制备性能稳定,可用于制备快速检测甲醛的电化学传感器等。本发明所制备的化合物为钴配合物,其对甲醛具有良好的电催化活性,在电催化传感检测中具有潜在的应用前景。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术,提供一种反应条件温和,制备过程简单,成本低廉,对甲醛具有电催化活性的钴配合物及其制备方法。
[0006] 本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种对甲醛具有电催化活性的钴配位化合物(简称配合物),该配合物具有一定空间结构,其结构单元为[Co(C4H2N3O4)2(H2O)4],其化学式为CoC8H12N6O12,晶系为三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为α=97.141°,β=108.592°,γ=115.555°,钴离子为六配位的八面体几何构型。
[0007] 一种上述对甲醛具有电催化活性的钴配合物的制备方法,包括以下步骤:
[0008] (1)称取一定量的水合二氯化钴和5-硝基乳清酸钾单水合物,置于烧杯中,按照Co(II)离子与5-硝基乳清酸钾的物质量的比为1:1~2的比例加入,加水10~15mL,并加热、搅拌使其溶解,得反应混合物水溶液;
[0009] (2)将上述反应混合物水溶液转移到25mL具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,密封反应釜后置于鼓风干燥箱中,100~120℃加热反应24~72小时,反应结束冷却到室温,打开反应釜得棕红色块状晶体;
[0010] (3)将棕红色块状晶体取出,自然风干,即得所述的钴配合物。
[0011] 优选的,所述参加反应的物质均为化学纯,所述水合二氯化钴为六水合二氯化钴。
[0012] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0013] 将具有刚性平面共轭的硝基乳清酸与具有电化学催化活性的钴离子进行水热化学反应,在反应中5-硝基乳清酸的羧基脱去,并使用其氮与钴离子配位,形成新的钴配位化合物,其结构单元具有刚性共轭特性,有利于电子跃迁与能量传递,从而使化合物具有良好的光电活性,从而呈现对甲醛具有良好的电催化活性。所制备的钴配合物具有准确的空间结构和准确的分子式,作为电催化活性材料具有潜在的应用前景。

实施方案

[0016] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0017] 实施例1:
[0018] 称取CoCl2·6H2O(0.3mmol,0.0714g),5-硝基乳清钾单水合物(0.3mmol,0.0772g)置于烧杯中,加水10mL,加热、搅拌使其溶解,得反应混合物水溶液;将反应混合物水溶液转移到25mL具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,密封反应釜后置于鼓风干燥箱中,100℃加热反应72小时,反应结束冷却到室温,打开反应釜得棕红色块状晶体;将棕红色块状晶体取出,自然风干,即获得钴配合物。
[0019] 实施例2:
[0020] 称取CoCl2·6H2O(0.3mmol,0.0714g),5-硝基乳清钾单水合物(0.6mmol,0.154g)置于烧杯中,加水15mL,加热、搅拌使其溶解,得反应混合物水溶液;将反应混合物水溶液转移到25mL具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,密封反应釜后置于鼓风干燥箱中,120℃加热反应24小时,反应结束冷却到室温,打开反应釜得棕红色块状晶体;将棕红色块状晶体取出,自然风干,即获得钴配合物。
[0021] 实施例3:
[0022] 称取CoCl2·6H2O(0.2mmol,0.0475g),5-硝基乳清钾单水合物(0.3mmol,0.0772g)置于烧杯中,加水13mL,加热、搅拌使其溶解,得反应混合物水溶液;将反应混合物水溶液转移到25mL具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,密封反应釜后置于鼓风干燥箱中,110℃加热反应48小时,反应结束冷却到室温,打开反应釜得棕红色块状晶体;将棕红色块状晶体取出,自然风干,即获得钴配合物。
[0023] 将实施例1-3制得的钴配合物进行结构测试,结果表明在反应过程中5-硝基乳清酸的羧基脱去,并使用其氮与钴离子配位,形成新的钴配位化合物。本发明所制得的钴配合物其化学式为CoC8H12N6O12,其结构单元为[Co(C4H2N3O4)2(H2O)4],晶系为三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为 α=97.141°,β=108.592°,γ=115.555°,钴离子为六配位的八面体几何构型。所制备的钴配合物的结构单元如图1所示(为了图示清晰,碳原子和对称操作出来的原子没有标记)。
[0024] 将所制得的钴配合物对甲醛进行电催化性能测试,结果显示该配合物对甲醛具有良好的电催化性能(如图2)。

附图说明

[0014] 图1为本发明的钴配合物结构单元图(为图示清晰,碳原子和对称操作出来的原子没有标记);
[0015] 图2为本发明的钴配合物对甲醛的电化学催化响应图。
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