[發明專利]新型開放骨架鎘硫屬化物、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610918152.9
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN106632430B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張仁春;張道軍;張競超;王軍杰;曹智
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: C07F3/08
• 分類號: C07F3/08;B01J31/22;C01B3/02
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新;楊海霞

本發明公開了一種新型開放骨架鎘硫屬化物材料，所述開放骨架鎘硫屬化物的分子式為[Cd₁₇S₄(SPh)₂₄](Im)₂，其中Im為咪唑；其骨架結構由超四面體[Cd₁₇S₄(SPh)₂₄]²⁺原子簇通過咪唑陰離子Im^?橋連形成雙重穿插的金剛石拓撲結構。經試驗發現：本發明開放骨架鎘硫屬化物能在室溫條件下具有穩定的光催化性能，可作為光催化材料用于制取氫氣。

技術領域

本發明屬于無機微孔材料技術領域，具體涉及一種新型開放骨架鎘硫屬化合物材料、其制備方法及應用。

背景技術

晶態硫屬化物是一類重要的無機固體材料，結構復雜多樣，具有豐富的物理化學性質，在現代工業中如半導體，快離子導電，重金屬離子廢水處理，以及光催化等領域中有著重要的應用前景[P.Feng,X.Bu,N.Zheng,Acc.Chem.Res.,2005,38,293-303；N.Ding,M.G.Kanatzidis,Nat.Chem.2010,2,187-191；Q.Lin,X.Bu,C.Mao,X.Zhao,K.Sasan,P.Feng,J.Am.Chem.Soc.2015,137,6184-6187；F.Wang,J.Lin,T.Zhao,D.Hu,T.Wu,Y.Liu,J.Am.Chem.Soc.,2016,138,7718–7724.]。其中鎘離子具有全滿的d¹⁰電子構型，鎘硫屬化物能形成結構豐富的原子簇化合物，它們具有突出的光電性質，是重要的量子點和反量子點材料，在光電傳感器、光電催化和太陽能轉換方面中有著重要而且廣泛的價值[I.G.Dance,A.Choy,M.L.Scudder,J.Am.Chem.Soc.1984,106,6285-6295；K.Wu,Z.Chen,H.Lv,H.Zhu,C.L Hill,T.Lian,J.Am.Chem.Soc.,2014,136,7708–7716；F.Jiang,G.T.Harada,Y.Kuang,T.Minegishi,K.Domen,S.Ikeda J.Am.Chem.Soc.,2015,137,13691–13697；F.Qiu,Z.Han,J.J.Peterson,M.Y.Odoi,K.L.Sowers,T.D.Krauss,Nano Lett.,2016,16,5347–5352]。開放骨架鎘硫屬化物不僅兼備鎘硫屬化物原子簇的光電性質，而且還可以結合其獨特的孔道結構，有效地抑制光生電子的復合，獲得結構規整性能穩定的光電材料[H.Li,J.Kim,T.L.Groy,M.O’Keeffe,O.M.Yaghi,J.Am.Chem.Soc.2001,123,4867-4868；Q.Zhang,X.Bu,J.Zhang,T.Wu,P.Feng,J.Am.Chem.Soc.,2007,129,8412–8413；N.Zheng,H.Lu,X.Bu,P.Feng,J.Am.Chem.Soc.,2006,128,4528–4529；T.Wu,R.Khazhakyan,L.Wang,X.Bu,S.-T.Zheng,V.Chau,P.Feng,Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,2536–2539]。因此將具有光電活性的鎘硫屬原子簇組裝成開放骨架硫屬化物不僅能夠合成出新型結構的化合物，還可以獲得性能穩定的光電材料。研究開放骨架鎘硫屬化合材料的合成和性質，將為新型光電材料的進一步研發提供新的途徑，如：光電催化(optoelectronic catalysis)、光電開關(optoelectronic switch)、光致電致發光材料(PL,EL)、化學傳感器(Chemsensor)、等[Zheng,N.F.；Bu,X.H.；Feng,P.Y.Nature,2003,426,428-431；N.Zheng,X.Bu,H.Vu,P.Feng,Angew.Chem.Int.Ed.,2005,44,5299-5303J.F.Corrigan,O.Fuhr,D.Fenske,Adv.Mater.,2009,21,1867–1871]。同時研究鎘硫屬原子簇與配體咪唑的組裝化學，將為新型開放骨架硫屬化物材料的研究注入新的活力。

發明內容