酞菁氧鈦的綠色合成和綠色轉(zhuǎn)型及其應(yīng)用研究.pdf

1、酞菁氧鈦的綠色合成酞菁氧鈦的綠色合成和綠色轉(zhuǎn)型綠色轉(zhuǎn)型及其及其應(yīng)用應(yīng)用研究研究StudyontheGreenSynthesisGreenCrystalTransfmationofTiOPcItsApplication學(xué)科專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)研究生：宋志浩指導(dǎo)教師：王世榮教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一五年五月摘要酞菁氧鈦是一種應(yīng)用廣泛的有機功能材料。在現(xiàn)有的酞菁氧鈦合成方法中，用于合成酞菁氧鈦的常規(guī)工藝一般使用喹啉、四氫萘、N甲基吡咯烷酮、1氯萘、

2、鄰二氯苯等高沸點有機溶劑。使用這些溶劑存在以下缺點：毒性較大，存在安全及環(huán)保等問題；合成過程中會產(chǎn)生含氯或氮雜環(huán)的雜質(zhì)，降低TiOPc純度，后處理困難。無定型酞菁氧鈦的轉(zhuǎn)型誘導(dǎo)溶劑多使用一氯苯、二氯苯、氯萘等含鹵素的有機溶劑，容易對環(huán)境和人體健康造成危害。本文以鈦酸四丁酯和13二亞胺基異吲哚啉為原料，分別使用二甲基硅油、十二烷基苯和二苯基甲烷為反應(yīng)溶劑，對酞菁氧鈦的綠色合成進行了研究。通過對比，二苯基甲烷作為反應(yīng)溶劑時，酞菁氧鈦產(chǎn)率最高

3、，后處理最容易。對二苯基甲烷作為反應(yīng)溶劑制備酞菁氧鈦進行了正交實驗，得到最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度200C，反應(yīng)時間3h，鈦酸四丁酯和13二亞胺基異吲哚啉投料摩爾比為3.5:1，反應(yīng)中滴加鈦酸四丁酯的溫度120~130C。通過實驗驗證，上述條件下得到酞菁氧鈦產(chǎn)率為76.8%。通過X射線衍射、紅外光譜、串聯(lián)時間飛行質(zhì)譜和元素分析對產(chǎn)物進行了檢測。對以二苯基甲烷為溶劑合成的酞菁氧鈦實驗進行了放大，使用5L反應(yīng)器進行反應(yīng)，得到酞菁氧鈦收率在70%

4、以上。以苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、二苯基甲烷、乙苯、正丙苯、十二烷基苯等烷基芳烴與水的混合溶劑在不同溫度和時間下對無定型酞菁氧鈦進行轉(zhuǎn)型，通過對轉(zhuǎn)型產(chǎn)品的X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)取代基較少、烷基鏈較短時，烷基芳烴更容易使無定型酞菁氧鈦轉(zhuǎn)化為YTiOPc；苯、甲苯、二甲苯和乙苯等芳烴由于轉(zhuǎn)型能力過強，在一定條件下會使轉(zhuǎn)型產(chǎn)品出現(xiàn)βTiOPc的特征衍射峰。使用甲苯水、二甲苯水、均三甲苯水、乙苯水體系轉(zhuǎn)型得到的YTiOPc制備了光導(dǎo)鼓器件，所得