CN106946798B - 一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法 - Google Patents

一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106946798B
CN106946798B CN201710181574.7A CN201710181574A CN106946798B CN 106946798 B CN106946798 B CN 106946798B CN 201710181574 A CN201710181574 A CN 201710181574A CN 106946798 B CN106946798 B CN 106946798B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cobalt
cobalt complex
hydrogen peroxide
preparation
electrochemical response
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710181574.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106946798A (zh
Inventor
宋铂
李星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo University
Original Assignee
Ningbo University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo University filed Critical Ningbo University
Priority to CN201710181574.7A priority Critical patent/CN106946798B/zh
Publication of CN106946798A publication Critical patent/CN106946798A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106946798B publication Critical patent/CN106946798B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D239/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
    • C07D239/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings
    • C07D239/24—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D239/28—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D239/46—Two or more oxygen, sulphur or nitrogen atoms
    • C07D239/52—Two oxygen atoms
    • C07D239/54—Two oxygen atoms as doubly bound oxygen atoms or as unsubstituted hydroxy radicals
    • C07D239/545—Two oxygen atoms as doubly bound oxygen atoms or as unsubstituted hydroxy radicals with other hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D239/557—Two oxygen atoms as doubly bound oxygen atoms or as unsubstituted hydroxy radicals with other hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms, e.g. orotic acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2204—Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208—Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2217—At least one oxygen and one nitrogen atom present as complexing atoms in an at least bidentate or bridging ligand
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法，该钴络合物具有良好的电催化活性，对过氧化氢具有良好的电化学响应性能，其化学式为CoC5H9N3O10，结构单元为[Co(C5HN3O6)(H2O)4]，晶系为正交，空间群为Pca2(1)，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，钴离子为六配位的八面体几何构型。所述钴络合物的制备方法是将水合醋酸钴、5‑硝基乳清酸钾按一定的比例混合反应，得到一种钴络合物。该制备方法操作简单，成本低廉，适合规模化生产。本发明制得的钴络合物具有明确的空间结构和准确的分子式，对过氧化氢具有良好的电催化活性，在电催化响应或电化学传感检测中具有潜在的应用前景。

Description

一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料化学领域，具体涉及一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法。
背景技术
过渡金属钴离子具有多个空的d轨道，能够与多种阴离子或有机配体形成多种多样的化学键。设计合成具有新颖的结构或者具有某些特殊性质的钴配位化合物(也叫络合物)引起了人们的广泛关注。例如，Oshima课题组报道了Co化合物可以高效地催化碳-碳键形成的偶联反应(J.Am.Chem.Soc.,2002,124(23):6514-6515)。另外，过渡金属钴配合物用作电催化剂也有相关研究报道。例如，中国专利CN 103000913A公开的一种用三芳基咔咯钴配合物作电催化剂还原分子氧的方法，催化效果较佳。赵亚云等公开了一种具有催化活性的钴络合物(授权号CN 103467367B)。5-硝基乳清酸分子具有多种互变异构体，其结构中羧基、氮原子能够鳌合金属离子，形成具有一定空间结构的络合物。通过使用5-硝基乳清酸作为有机配体，与二价钴离子在一定条件下反应，能形成不同结构类型的钴络合物，该类络合物常具有一定的催化性能。
电催化是使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种催化作用，其实质就是通过改变电极表面修饰物(或表面状态)或溶液中修饰物来大范围地改变反应的电势或反应速率，使电极具有电子传递功能外，还能对电化学反应进行某种促进和选择。过氧化氢(H2O2，别名双氧水)作为一种重要的化工产品，是一种强氧化剂，其水溶液可作为氧化剂、漂白剂、脱氧剂、消毒剂，在纺织、化工、造纸、环保、电子、食品卫生等领域广泛应用；但H2O2又存在危害性，如能加速人体衰老，与老年痴呆，帕金森氏病等有着密切关系。因此，对H2O2的快速有效检测显得极具意义，而电化学分析方法是最为有效的方法之一，尤其是基于过氧化物酶的电流型生物传感器研究较为广泛。但由于酶的不稳定性，价格昂贵等原因而限制了其应用；所以，基于无酶传感器的H2O2检测逐渐引起人们的兴趣。目前一些用于修饰电极的化合物价格昂贵，制备程序复杂，化学稳定性不好。近年来这方面的研究探索引起了人们的广泛关注。本发明所制备的钴络合物对H2O2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
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，对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种对氧化氢具有电化学响应的化合物，该化合物是具有一定空间结构的钴络合物，其结构单元为[Co(C5HN3O6)(H2O)4]，其化学式为CoC5H9N3O10，晶系为正交，空间群为Pca2(1)，晶胞参数为 α＝β＝γ＝90°，钴离子为六配位的八面体几何构型。
一种上述对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水合醋酸钴、5-硝基乳清酸钾单水合物以摩尔比为1～1.5:1的比例置于50mL的烧杯中，加蒸馏水15～30mL，加热搅拌20～30min，形成反应混合物溶液；
(2)用氢氧化钾稀溶液将反应混合物溶液的pH值调到4.5～5.5；
(3)室温静置，缓慢挥发溶剂至析出晶体，过滤除去残余溶液，自然风干后所得橙黄色块状晶体，即为所述的钴络合物；
优选的，所述参加反应的物质是化学纯，所述水合醋酸钴为四水合醋酸钴。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
将具有鳌合配位性能的5-硝基乳清酸与具有电化学催化活性的钴离子螯合配位，制得新型的钴络合物，该络合物作为电催化活性材料具有准确的空间结构(图1)和准确的分子式；钴离子可以利用3d轨道与配体形成稳定的配位键，有利于电子发生传递，促进电化学反应的进行，所制备的材料对过氧化氢具有良好的电化学响应性能(图2)，作为电催化活性材料具有潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明的钴络合物的结构单元图；
图2为本发明的钴络合物对H2O2的电催化活性响应图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
称取Co(Ac)2·4H2O(0.0747g，0.3mmol)、5-硝基乳清酸钾单水合物(0.0772g，0.3mmol)，置于50mL的烧杯中，加蒸馏水15mL，加热搅拌20min，形成反应混合物溶液，用氢氧化钾稀溶液将反应混合物溶液的pH值调到4.5，室温静置，缓慢挥发溶剂至析出晶体，过滤除去残余溶液，自然风干后所得橙黄色块状晶体，即为钴络合物。
实施例2：
称取Co(Ac)2·4H2O(0.374g，1.5mmol)、5-硝基乳清酸钾单水合物(0.257g，1.0mmol)，置于50mL的烧杯中，加蒸馏水30mL，加热搅拌30min，形成反应混合物溶液，用氢氧化钾稀溶液将反应混合物溶液的pH值调到5.5，室温静置，缓慢挥发溶剂至析出晶体，过滤除去残余溶液，自然风干后所得橙黄色块状晶体，即为钴络合物。
实施例3：
称取Co(Ac)2·4H2O(0.249g，1.0mmol)、5-硝基乳清酸钾单水合物(0.257g，1.0mmol)，置于50mL的烧杯中，加蒸馏水20mL，加热搅拌25min，形成反应混合物溶液，用氢氧化钾稀溶液将反应混合物溶液的pH值调到5.0，室温静置，缓慢挥发溶剂至析出晶体，过滤除去残余溶液，自然风干后所得橙黄色块状晶体，即为钴络合物。
实施例4：
称取Co(Ac)2·4H2O(0.299g，1.2mmol)、5-硝基乳清酸钾单水合物(0.257g，1.0mmol)，置于50mL的烧杯中，加蒸馏水25mL，加热搅拌30min，形成反应混合物溶液，用氢氧化钾稀溶液将反应混合物溶液的pH值调到4.5，室温静置，缓慢挥发溶剂至析出晶体，过滤除去残余溶液，自然风干后所得橙黄色块状晶体，即为钴络合物。
上述实施例制得的钴络合物为橙黄色块状晶体，经测定其化学式为CoC5H9N3O10，结构单元为[Co(C5HN3O6)(H2O)4]，结构单元图如图1所示。
将所制得的钴络合物CoC5H9N3O10进行H2O2电催化性能测试，其电催化活性响应图如图2所示，该化合物对H2O2具有良好的电催化性能。

Claims (2)

1.一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物，其特征在于，该钴络合物具有一定的空间结构，其化学式为CoC5H9N3O10，结构单元为[Co(C5HN3O6)(H2O)4]，晶系为正交，空间群为Pca2(1)，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，C5HN3O6为5-硝基乳清酸的羧基脱去一个质子和邻位氮脱去一个质子后形成配体的分子式，钴离子为六配位的八面体几何构型，其中四个氧配位原子来自配位水分子，一个氧和一个氮配位原子来自于配体C5HN3O6；所述配体结构以及配体的配位方式如下图所示：
2.一种如权利要求1所述的对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水合醋酸钴、5-硝基乳清酸钾单水合物以摩尔比为1～1.5:1的比例置于烧杯中，加蒸馏水15～30mL，加热搅拌20～30min，形成反应混合物溶液；
(2)用氢氧化钾稀溶液将反应混合物溶液的pH值调到4.5～5.5；
(3)室温静置，缓慢挥发溶剂至析出晶体，过滤除去残余溶液，自然风干后所得橙黄色块状晶体，即为所述的钴络合物；
所述参加反应的物质均为化学纯，所述水合醋酸钴为四水合醋酸钴。
CN201710181574.7A 2017-03-24 2017-03-24 一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法 Active CN106946798B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710181574.7A CN106946798B (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710181574.7A CN106946798B (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106946798A CN106946798A (zh) 2017-07-14
CN106946798B true CN106946798B (zh) 2019-04-16

Family

ID=59473708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710181574.7A Active CN106946798B (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106946798B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107698624B (zh) * 2017-08-30 2019-08-30 渤海大学 一种基于有机配体的多功能镍配合物及其用于合成碳糊电极的方法和碳糊电极的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103467498A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 宁波大学 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
CN103467367A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 宁波大学 一种对过氧化氢具有电催化活性的钴配合物
CN103709204A (zh) * 2013-12-09 2014-04-09 南京信息工程大学 一种钴配合物、制备方法及其用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103467498A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 宁波大学 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
CN103467367A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 宁波大学 一种对过氧化氢具有电催化活性的钴配合物
CN103709204A (zh) * 2013-12-09 2014-04-09 南京信息工程大学 一种钴配合物、制备方法及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN106946798A (zh) 2017-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ge et al. Electrochemical biosensor based on graphene oxide–Au nanoclusters composites for l-cysteine analysis
CN106770544B (zh) Ni-MOF超薄纳米带、合成方法及其应用
Zhang et al. A heterometallic sensor based on Ce@ Zn-MOF for electrochemical recognition of uric acid
CN104118904B (zh) 三维空心多级结构氧化锡气敏材料的制备方法及其应用
CN102175735B (zh) Au NPs-CeO2@PANI纳米复合材料及制法和以此材料制作的葡萄糖生物传感器
CN109518216A (zh) 一种磷化钴纳米框架及其制备和应用
CN101792137A (zh) 一种新型高性能复合纳米材料修饰电极的制备方法
CN105628764A (zh) 一种检测尿酸的电化学传感器及其制备和应用
CN108855159A (zh) 一种以普鲁士蓝衍生物合成的磷化钴及其制备方法和应用
CN108054021A (zh) 碳酸氢镍-聚多巴胺-石墨烯复合材料及制备方法和应用
Yadav et al. Application of sulfonic acid fabricated cobalt ferrite nanoparticles as effective magnetic nanocatalyst for green and facile synthesis of benzimidazoles
CN111018000B (zh) 一种花状四氧化三铁-二硫化钼-二氧化锰纳米复合物的制备方法及其应用
Yuan et al. Facile hydrothermal synthesis of polyhedral Fe3O4 nanocrystals, influencing factors and application in the electrochemical detection of H2O2
Ling et al. A metal–organic framework with multienzyme activity as a biosensing platform for real-time electrochemical detection of nitric oxide and hydrogen peroxide
CN103467367B (zh) 一种对过氧化氢具有电催化活性的钴配合物
CN104370943A (zh) 一种[Cu2(HL)2(μ2-OH)2(H2O)5]的制备方法和应用
CN105259243A (zh) 硫化钼复合物的制备方法及其在检测水中六价铬的应用
Chen et al. Co–N/C-900 metal–organic framework-derived nanozyme as a H 2 O 2-free oxidase mimic for the colorimetric sensing of l-cysteine
CN106946798B (zh) 一种对过氧化氢具有电化学响应的钴络合物及其制备方法
Wei et al. A novel electrochemical sensor based on DUT-67/ZnCo2O4-MWCNTs modified glassy carbon electrode for the simultaneous sensitive detection of dopamine and uric acid
Xie et al. V 2 O 5 nanowires as a robust and efficient peroxidase mimic at high temperature in aqueous media
Tan et al. An efficient electrochemical immunosensor for alpha-fetoprotein detection based on the CoFe Prussian blue analog combined PdAg hybrid nanodendrites
CN110702759B (zh) 一种检测甲胎蛋白的zif-8复合材料电化学免疫传感器及其制备方法和应用
CN109060790A (zh) 基于羟基氧化钴纳米片的乙酰胆碱酯酶活性检测试纸条及其制备方法
An et al. Defect-containing metal–organic framework materials for sensor applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170714

Assignee: Ningbo Science and Technology Innovation Association

Assignor: Ningbo University

Contract record no.: X2023980033633

Denomination of invention: A cobalt complex with electrochemical response to hydrogen peroxide and a preparation method thereof

Granted publication date: 20190416

License type: Common License

Record date: 20230317