化合物及其制备方法、钛离子螯合剂、电极、传感器及槽体与流程

本申请涉及的化学表面处理的领域，尤其涉及一种化合物及其制备方法、钛离子螯合剂、电极、传感器及槽体。

背景技术：

1、钛合金通常采用化学表面处理对其进行有效防护。化学表面处理可以通过电流的作用，在钛合金表面诱导生成一层致密且稳定的氧化膜，这层膜不仅可以提升钛合金的耐腐蚀性能，还能提高钛合金的机械强度。

2、随着钛合金化学表面处理的进行，处理液中的钛离子会越来越多，会引起表面处理速率的下降，表面处理效果会显著变差。

3、但是，相关技术中还未有对处理液中钛离子含量指标的研究，无法便捷准确检测处理液中的钛离子浓度。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种化合物及其制备方法、钛离子螯合剂、电极、传感器及槽体，旨在对钛离子进行有效识别，从而实现便捷准确检测处理液中的钛离子浓度。

2、为了实现上述目的，第一方面，本申请的实施例提供一种化合物，所述化合物具有乙烯胺类羧基和空间位阻基团。

3、可选地，在本申请一些实施例中，所述化合物具有如式(1)所述的分子结构：

4、

5、r选自空间位阻基团；

6、n选自1、2、3中的任意一个。

7、可选地，在本申请一些实施例中，所述空间位阻基团包括苯基、萘基、咪唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、吡咯基、喹啉基、吲哚基中的至少一种。

8、可选地，在本申请一些实施例中，所述空间位阻基团包括苯基、咪唑基、喹啉基、吲哚基中的至少一种。

9、可选地，在本申请一些实施例中，所述空间位阻基团还包括供电基团，所述供电基团连接于所述空间位阻基团上。

10、可选地，在本申请一些实施例中，所述供电基团包括羟基、氨基、卤素原子中的至少一种。

11、可选地，在本申请一些实施例中，所述供电基团通过氢键或阳离子-π键以作用于钛离子配位。

12、可选地，在本申请一些实施例中，所述化合物具有如式(2)所述的分子结构：

13、或

14、所述化合物具有如式(3)所述的分子结构：

15、或

16、所述化合物具有如式(4)所述的分子结构：

17、

18、第二方面，本申请的实施例提供一种化合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

19、将含有空间位阻基团的原料通过胺基化反应，制得反应中间体；

20、将所述反应中间体、含有乙烯胺类羧基的原料在第一温度下进行反应，得到所述化合物。

21、可选地，在本申请一些实施例中，所述含有空间位阻基团的原料包括苯环、萘环、咪唑环、呋喃环、噻吩环、吡啶环、吡咯环、喹啉环、吲哚环中的至少一种。

22、可选地，在本申请一些实施例中，所述含有乙烯胺类羧基的原料包括二乙烯三胺五乙酸、三乙烯四胺六乙酸、四乙烯五胺七乙酸、五乙烯六胺八乙酸中的至少一种。

23、可选地，在本申请一些实施例中，所述将含有空间位阻基团的原料通过胺基化反应，制得反应中间体的步骤中，包括：

24、将含有空间位阻基团的原料经硝化反应，制得第一中间体；

25、再将所述第一中间体经还原反应，得到所述反应中间体。

26、可选地，在本申请一些实施例中，所述硝化反应包括在浓硝酸和浓硫酸的作用下进行取代反应；和/或

27、所述第一中间体具有硝基。

28、可选地，在本申请一些实施例中，所述还原反应在盐酸和还原剂的作用下进行；和/或

29、所述反应中间体具有氨基。

30、可选地，在本申请一些实施例中，所述第一温度的取值范围为60℃至80℃。

31、可选地，在本申请一些实施例中，所述含有空间位阻基团的原料与所述含有乙烯胺类羧基的原料的摩尔比的取值范围为1至1.5。

32、可选地，在本申请一些实施例中，所述将含有空间位阻基团的原料通过胺基化反应，制得反应中间体，包括如下步骤：

33、将含有供电基团和空间位阻基团的原料通过胺基化反应，制得所述反应中间体。

34、可选地，在本申请一些实施例中，所述供电基团包括羟基、氨基、卤素原子中的至少一种。

35、可选地，在本申请一些实施例中，所述含有供电基团和空间位阻基团的原料包括邻苯二酚、8-羟基喹啉、6-氯吲哚、苯并咪唑、苯酚中的至少一种。

36、第三方面，本申请的实施例提供一种钛离子螯合剂，所述钛离子螯合剂包括如前述的化合物。

37、第四方面，本申请实施例提供一种电极，所述电极包括：

38、基底；

39、石墨烯膜，包括如前述的化合物或如前述的钛离子螯合剂，所述石墨烯膜设置于所述基底上。

40、第五方面，本申请实施例提供一种传感器，所述传感器用于测定钛离子的浓度；所述传感器包括如前述的电极或如前述的化合物或如前述的钛离子螯合剂。

41、可选地，在本申请一些实施例中，所述传感器对钛离子的检测线性范围为0～50mol/l；和/或

42、所述传感器的最低检测限为3.074×10-5mol/l。

43、第六方面，本申请实施例提供一种槽体，所述槽体用于钛合金的表面处理，所述槽体包括如前述的传感器。

44、本申请实施例的化合物包括乙烯胺类羧基，这是一类多齿配体，可以与多种金属离子形成稳定的络合物。由于钛离子的半径很小，约为需要合适的配位空腔来容纳，空间位阻基团的体积较大，向配位空腔中引入空间位阻基团，则配位空腔剩余部分的体积用于与钛离子配位的契合度高，有助于实现对钛离子的选择性识别，从而实现便捷准确检测处理液中的钛离子浓度。

45、本申请实施例的化合物还包括供电基团，引入供电基团通过氢键或阳离子-π键相互作用，有利于进一步增强与钛离子的配位能力。

1.一种化合物，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的化合物，其特征在于，

5.根据权利要求1至4任意一项所述的化合物，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的化合物，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的化合物，其特征在于，

8.根据权利要求1或5所述的化合物，其特征在于，

9.一种化合物的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的化合物的制备方法，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的化合物的制备方法，其特征在于，

12.根据权利要求9所述的化合物的制备方法，其特征在于，

13.根据权利要求12所述的化合物的制备方法，其特征在于，

14.根据权利要求12所述的化合物的制备方法，其特征在于，

15.根据权利要求9所述化合物的制备方法，其特征在于，

16.根据权利要求9所述的化合物的制备方法，其特征在于，

17.根据权利要求9所述的化合物的制备方法，其特征在于，

18.根据权利要求17所述的化合物的制备方法，其特征在于，

19.根据权利要求18所述的化合物的制备方法，其特征在于，

20.一种钛离子螯合剂，其特征在于，

21.一种电极，其特征在于，

22.一种传感器，其特征在于，所述传感器用于测定钛离子的浓度；

23.根据权利要求22所述的传感器，其特征在于，

24.一种槽体，其特征在于，所述槽体用于钛合金的表面处理，所述槽体包括如权利要求22或23所述的传感器。