CN108940365A - 一种制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法。制备方法为：S1.配制酞箐铁分散液：将酞菁铁分散于溶剂中，制得溶液浓度0.1～1mg/ml的酞箐铁分散液；S2.配制分散剂水溶液：将分散剂置于水中搅拌溶解，制得浓度为0.5‑3％的分散剂水溶液；S3.混合加热：将步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液混合加热，纯化得酞菁铁水溶性分散纳米粒子。该方法不仅操作简单，工艺稳定，能够增加酞箐铁的分散稳定性，还可有效改善酞箐铁材料的团聚问题，增加催化氧气还原反应时的活性位点从而增加酞菁铁的附着点与氧气的接触机会，提高催化氧气还原的效果；极具有工业化生产和实际应用之价值。
Description
技术领域
本发明属于电化学催化剂制备的技术领域，具体涉及一种利用分散剂改性制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法。
背景技术
酞菁铁材料是一种电化学催化材料，其常用于催化氧还原反应，是所有酞箐类材料中催化氧还原活性最好的材料。与传统的Pt催化剂相比，具有可合成、低成本、无中毒效应等优点。
然而，受其基团、分子构型等因素影响，现有的酞箐铁材料的分散性较差且分子间团聚问题十分严重，导致其催化氧还原反应过程中的催化活性大幅度降低，因此防止酞菁铁分子间的聚合并提高酞箐铁粒子的分散性，是提高酞箐铁材料电催化氧气还原活性急需解决的重要问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，发明人经长期的技术与实践探索，提供一种利用分散剂改性制备酞箐铁水溶性纳米粒子的方法，提供了一种利用十二烷基硫酸钠为分散剂改性制备酞箐铁水溶性分散纳米粒子的方法。该方法不仅操作简单，工艺稳定，能够增加酞箐铁的分散稳定性，还可有效改善酞箐铁材料的团聚问题，增加催化氧气还原反应时的活性位点从而增加酞菁铁的附着点与氧气的接触机会，提高催化氧气还原的效果。
本发明的目的之一在于提供一种制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法。
本发明的目的之二在于提供上述方法制备得到的酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
本发明的目的之三在于提供上述酞菁铁水溶性分散纳米粒子的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法，所述方法为：
S1.配制酞箐铁分散液：将酞菁铁分散于溶剂中，制得溶液浓度0.1～1mg/ml的酞箐铁分散液；
S2.配制分散剂水溶液：将分散剂置于水中搅拌溶解，制得浓度为0.5-3％的分散剂水溶液；
S3.混合加热：将步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液混合加热，纯化得酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
优选的，所述步骤S1中，
所述溶剂为无水乙醇或水；
进一步优选为水；
当所述溶剂为无水乙醇时，酞箐铁分散液浓度为0.15mg/ml；
当所述溶剂为水时，酞箐铁分散液浓度为0.1mg/ml；
进一步优选的，当溶剂选用无水乙醇时，为加速酞菁铁在溶剂中分散均匀，采用超声处理，超声处理时间为20～40min(最优选为30min)；
优选的，所述步骤S2中，
所述分散剂优选为十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠具有特殊的分子端基结构，端基分别为亲水基团和疏水端基，使制备过程中十二烷基硫酸钠按照疏水端基吸附在酞箐铁分子表面，亲水端基亲溶液部分的球状胶束形式包覆酞箐铁电催化材料，防止分子间的团聚，增加分散稳定性；
所述分散剂水溶液浓度为3％；
优选的，所述步骤S3中，
步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液按照4:1的体积比混合；
所述加热方式优选为采用恒温磁力搅拌方式进行；
进一步优选的，搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rpm；搅拌时间为12～24h；
优选的，所述步骤S3纯化步骤包括：
当步骤S1中溶剂为无水乙醇时，纯化步骤为将乙醇蒸发完全后的溶液经离心、烘干后得酞箐铁水溶性分散纳米粒子；
进一步优选的，所述离心转速为5000rpm，离心时间为10min，烘干温度为80℃，干燥时间为24h；
当步骤S1中溶剂为水时，纯化步骤为将搅拌结束后的溶液经离心、烘干后得酞箐铁水溶性分散纳米粒子；
进一步优选的，所述离心转速为10000rpm，离心时间为10min，烘干温度为80℃，干燥时间为24h。
本发明的第二个方面，提供了上述方法制备得到的酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
本发明的第三个方面，提供上述酞菁铁水溶性分散纳米粒子在燃料电池、金属空气电池等电化学领域中作为阴极催化氧气还原反应催化剂中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明首次利用十二烷基硫酸钠为分散剂改性制备酞箐铁水溶性分散纳米粒子的方法。该方法不仅操作简单，工艺稳定，能够增加酞箐铁的分散稳定性，还可有效改善酞箐铁材料的团聚问题，增加催化氧气还原反应时的活性位点从而增加酞菁铁的附着点与氧气的接触机会，提高催化氧气还原的效果；
(2)本发明原料较为廉价易得，制备方法简单，安全无污染，使用的乙醇等有机溶剂还可以循环使用，符合绿色化学生产的要求，极具有工业化生产和实际应用之价值。
附图说明
图1为以十二烷基硫酸钠为分散剂改性制备酞箐铁水溶性分散粒子的扫描电子显微镜测试结果图；其中图1(a)为商业酞箐铁；图1(b-h)为分散剂SDS水溶液溶度分别为0.5％，0.75％，1％，1.25％，1.5％，2％，3％条件下制备得到的酞箐铁水溶性分散粒子；
图2为以浓度为3％的十二烷基硫酸钠为分散剂优化制备的酞箐铁水溶性分散粒子的数量粒度分析图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如前所述，酞箐铁材料的分散性较差且分子间团聚问题十分严重，导致其催化氧气还原反应过程中的催化活性大幅度降低。
有鉴于此，本发明的一种具体实施方式中，提供一种制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法，所述方法为：
S1.配制酞箐铁分散液：将酞菁铁分散于溶剂中，制得溶液浓度0.1～1mg/ml的酞箐铁分散液；
S2.配制分散剂水溶液：将分散剂置于水中搅拌溶解，制得浓度为0.5-3％的分散剂水溶液；
S3.混合加热：将步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液混合加热，纯化得酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S1中，
所述溶剂为无水乙醇或水；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S1中，所述溶剂为水；
本发明的又一具体实施方式中，所述溶剂为无水乙醇时，酞箐铁分散液浓度为0.15mg/ml；
本发明的又一具体实施方式中，所述溶剂为水时，酞箐铁分散液浓度为0.1mg/ml；
本发明的又一具体实施方式中，溶剂选用无水乙醇时，为加速酞菁铁在溶剂中分散均匀，采用超声处理，超声处理时间为20～40min(最优选为30min)；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S2中，
所述分散剂优选为十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠具有特殊的分子端基结构，端基分别为亲水基团和疏水端基，使制备过程中十二烷基硫酸钠按照疏水端基吸附在酞箐铁分子表面，亲水端基亲溶液部分的球状胶束形式包覆酞箐铁电催化材料，防止分子间的团聚，增加分散稳定性；
所述分散剂水溶液浓度为3％；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S3中，
步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液按照4:1的体积比混合；
所述加热方式优选为采用恒温磁力搅拌方式进行；
本发明的又一具体实施方式中，搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rpm；搅拌时间为12～24h；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤S3纯化步骤包括：
当步骤S1中溶剂为无水乙醇时，纯化步骤为将乙醇蒸发完全后的溶液经离心、烘干后得酞箐铁水溶性分散纳米粒子；
本发明的又一具体实施方式中，所述离心转速为5000rpm，离心时间为10min，烘干温度为80℃，干燥时间为24h；
当步骤S1中溶剂为水时，纯化步骤为将搅拌结束后的溶液经离心、烘干后得酞箐铁水溶性分散纳米粒子；
本发明的又一具体实施方式中，所述离心转速为10000rpm，离心时间为10min，烘干温度为80℃，干燥时间为24h。
本发明的又一具体实施方式中，提供了上述方法制备得到的酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
本发明的又一具体实施方式中，提供上述酞菁铁水溶性分散纳米粒子在燃料电池、金属空气电池等电化学领域中作为阴极催化氧气还原反应催化剂中的应用。
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，以下实施例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或按照销售公司所推荐的条件；在本发明没有特别限定，均可通过商业途径购买得到。
实施例1
选择浓度为0.5％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取60mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成0.5％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为132h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例2
选择浓度为0.75％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取90mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成0.75％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为60h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例3
选择浓度为1％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取120mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成1％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为72h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例4
选择浓度为1.25％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取150mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成1.25％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为30h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例5
选择浓度为1.5％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取180mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成1.5％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为28h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例6
选择浓度为2％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取240mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成2％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为24h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例7
选择浓度为3％的十二烷基硫酸钠改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取7.2mg的酞箐铁于烧杯中，并添加入48ml的乙醇溶液，超声30min，使酞箐铁在乙醇溶液中分散均匀，配制成0.15mg/ml的酞箐铁溶液；称取360mg的十二烷基硫酸钠分散在12ml去离子水中配制成3％的水溶液，将4份配制的酞箐铁溶液与1份十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为24h)，直至分散液中的溶剂乙醇蒸发完全，并利用低速离心机对溶剂挥发完全的分散液进行离心(设置离心转速为5000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到酞箐铁水溶性分散粒子。
如附图1利用扫描电子显微镜对制备的酞箐铁水溶性分散粒子测试结果图，以十二烷基硫酸钠为分散剂改性制备酞箐铁水溶性分散粒子时，分别添加入浓度为0.5％-3％的十二烷基硫酸钠水溶液作为为分散剂对酞箐铁的改性制备中，优选添加浓度为3％的十二烷基硫酸钠水溶液作为分散剂，可制备出分散性良好且粒径小的酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例8
选择浓度为3％的十二烷基硫酸钠作为分散剂，加入0.1mg/ml的酞箐铁分散液进一步优化改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取600mg的十二烷基硫酸钠分散在20ml去离子水中配制成3％的十二烷基硫酸钠水溶液，将4份配制的0.1mg/ml的酞箐铁分散液与1份3％的十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为12h)，并利用高速离心机对分散液进行离心(设置离心转速为10000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到优化改性的酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例9
选择浓度为3％的十二烷基硫酸钠作为分散剂，加入0.6mg/ml的酞箐铁分散液进一步优化改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取600mg的十二烷基硫酸钠分散在20ml去离子水中配制成3％的十二烷基硫酸钠水溶液，将4份配制的0.6mg/ml的酞箐铁分散液与1份3％的十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为12h)，并利用高速离心机对分散液进行离心(设置离心转速为10000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到优化改性的酞箐铁水溶性分散粒子。
实施例10
选择浓度为3％的十二烷基硫酸钠作为分散剂，加入1mg/ml的酞箐铁分散液进一步优化改性制备酞箐铁水溶性分散粒子。
称取600mg的十二烷基硫酸钠分散在20ml去离子水中配制成3％的十二烷基硫酸钠水溶液，将4份配制的1mg/ml的酞箐铁分散液与1份3％的十二烷基硫酸钠分散剂水溶液均匀混合，在恒温磁力加热搅拌机中搅拌(设置搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rmp，搅拌时间为12h)，并利用高速离心机对分散液离心(设置离心转速为10000rmp，离心时间为10min)，并放入干燥箱烘干(设置烘干温度为80℃，烘干时间为24h)收集，得到优化改性的酞箐铁水溶性分散粒子。
如附图2利用光散射粒度分析仪对利用浓度为3％的十二烷基硫酸钠为分散稳定剂优化制备的酞箐铁水溶性分散粒子数均粒径测试结果图，并结合表1以浓度为3％的十二烷基硫酸钠为分散剂改性制备酞箐铁水溶性分散粒子的粒度分析测试结果表明，利用实施例8-10的优化方案即分别添加入浓度为0.1mg/ml-1mg/ml的酞箐铁分散液进行优化改性制备的酞箐铁水溶性分散粒子的分散稳定性得到了改善，且在利用3％的十二烷基硫酸钠优化制备过程中，随着添加酞箐铁浓度增加，制备的分散粒子尺寸越大，因此优选添加浓度为0.1mg/ml的酞箐铁分散液，充分搅拌12h进行离心收集，可得到分散性良好，分散系数仅为0.452且数均粒径为144.99nm的酞箐铁水溶性分散粒子。
表1分散稳定剂为3％的十二烷基硫酸钠制备酞箐铁水溶性粒子粒度测试
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种制备酞菁铁水溶性分散纳米粒子的方法，其特征在于，所述方法为：
S1.配制酞箐铁分散液：将酞菁铁分散于溶剂中，制得溶液浓度0.1～1mg/ml的酞箐铁分散液；
S2.配制分散剂水溶液：将分散剂置于水中搅拌溶解，制得浓度为0.5-3％的分散剂水溶液；
S3.混合加热：将步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液混合加热，纯化得酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
2.如权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，
所述溶剂为无水乙醇或水；
优选为水。
3.如权利要求1或2所述的一种制备方法，其特征在于，
当所述溶剂为无水乙醇时，酞箐铁分散液浓度为0.15mg/ml；
当所述溶剂为水时，酞箐铁分散液浓度为0.1mg/ml；
优选的，当溶剂选用无水乙醇时，采用超声处理溶液，超声处理时间为20～40min(最优选为30min)。
4.如权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，
所述分散剂优选为十二烷基硫酸钠；
所述分散剂水溶液浓度为3％。
5.如权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，
步骤S1制得酞箐铁分散液与步骤S2制得分散剂水溶液按照4:1的体积比混合。
6.如权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，
所述加热方式优选为采用恒温磁力搅拌方式进行。
7.如权利要求6所述的一种制备方法，其特征在于，搅拌温度为25℃，搅拌速率为500rpm；搅拌时间为12～24h。
8.如权利要求1所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤S3纯化步骤包括：
当步骤S1中溶剂为无水乙醇时，纯化步骤为将乙醇蒸发完全后的溶液经离心、烘干后得酞箐铁水溶性分散纳米粒子；
优选的，所述离心转速为5000rpm，离心时间为10min，烘干温度为80℃，干燥时间为24h；
当步骤S1中溶剂为水时，纯化步骤为将搅拌结束后的溶液经离心、烘干后得酞箐铁水溶性分散纳米粒子；
优选的，所述离心转速为10000rpm，离心时间为10min，烘干温度为80℃，干燥时间为24h。
9.权利要求1-8任一项所述方法制备得到的酞菁铁水溶性分散纳米粒子。
10.权利要求9所述酞菁铁水溶性分散纳米粒子在燃料电池、金属空气电池作为阴极催化氧气还原反应催化剂中的应用。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110034232A (zh) * | 2019-04-05 | 2019-07-19 | 东北师范大学 | 以酞菁铁为原料的场效应晶体管的制备方法及应用 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1544531A (zh) * | 2003-11-27 | 2004-11-10 | 上海交通大学 | α-晶型同质多晶异构体无金属酞菁颜料的制备方法 |
| CN101955590A (zh) * | 2009-07-15 | 2011-01-26 | 北京化工大学 | 一种羧基聚合铜酞菁纳米颗粒的制备方法 |
| CN102653679A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 北京大学 | Y型酞菁氧钛纳米粒子及其制备方法与应用 |
| CN102675625A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-09-19 | 东华大学 | 一种水溶性金属酞菁衍生物的制备方法 |
| CN103992328A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-20 | 国核电力规划设计研究院 | 一种酞菁铜分散体系及其制备方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1544531A (zh) * | 2003-11-27 | 2004-11-10 | 上海交通大学 | α-晶型同质多晶异构体无金属酞菁颜料的制备方法 |
| CN101955590A (zh) * | 2009-07-15 | 2011-01-26 | 北京化工大学 | 一种羧基聚合铜酞菁纳米颗粒的制备方法 |
| CN102653679A (zh) * | 2011-03-04 | 2012-09-05 | 北京大学 | Y型酞菁氧钛纳米粒子及其制备方法与应用 |
| CN102675625A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-09-19 | 东华大学 | 一种水溶性金属酞菁衍生物的制备方法 |
| CN103992328A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-20 | 国核电力规划设计研究院 | 一种酞菁铜分散体系及其制备方法 |
| CN104311565A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-28 | 沈阳化工大学 | 一种制备酞菁铁的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BO LI 等: "Surfactant effects on optical absorption spectra of", 《MATERIALS RESEARCH BULLETIN》 * |
| 曹殿学: "《燃料电池系统》", 30 September 2009 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110034232A (zh) * | 2019-04-05 | 2019-07-19 | 东北师范大学 | 以酞菁铁为原料的场效应晶体管的制备方法及应用 |
| CN113713096A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-30 | 河南大学 | 一种萘酞菁铜自组装材料、萘酞菁铜与Au复合材料及其制备方法和应用 |
| CN113713096B (zh) * | 2021-09-07 | 2022-06-24 | 河南大学 | 一种萘酞菁铜与Au复合材料及其制备方法和应用 |
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