[發明專利]鎳基分子配合物和硫化鎘復合納米片及其應用

在審

• 申請號: 201810476004.5
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN110496648A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張兵;黃義;吳永萌;趙為為;曹黎明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C01B3/04
• 代理公司: 12214 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王秀奎<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種鎳基分子配合物和硫化鎘復合納米片及其應用，所述復合納米片包括硫化鎘?二乙烯三胺納米片和復合到所述硫化鎘?二乙烯三胺納米片表面的Ni?基配合物，所述復合納米片的邊長為900?1000nm，厚度為40?60nm，其中嫁接到硫化鎘?二乙烯三胺表面的Ni?基配合物的質量分數為0.8?1.0％，所述復合納米片有助于光生電子的傳輸，實現光生載流子的有效分離，提高光生電子的利用率，進而提升光催化體系的產氫效率。

技術領域

本發明涉及半導體納米材料技術領域，特別是涉及一種鎳基分子配合物和硫化鎘復合納米片及其應用。

背景技術

利用自然界中的太陽光催化分解水制備氫氣，已經發展成為未來能夠長期滿足全球能源需求最理想的途徑之一。在人工光催化體系中，光生電子由光敏劑的激發中心向催化劑的催化中心轉移是一個關鍵步驟，直接影響著催化體系的產氫效率。目前，為了提高光生電子的傳輸效率，科學家們致力于構建光敏劑和催化劑復合的雜化體系。將有機金屬光敏劑和分子配合物催化劑以共價鍵的方式相連接構建出的二元體系或者再結合犧牲劑的三元體系中，雖然光催化產氫效率得到提高，但仍然存在著有機金屬光敏劑的光吸收范圍窄、穩定性差和催化體系的轉化數較低等問題。為了從本質上解決這些問題，科學家們采用光學吸收范圍寬、帶隙大小適宜以及光催化穩定性優良的無機半導體光敏劑來替代傳統的有機金屬光敏劑。然而，已經見諸報道的半導體/配合物雜化體系主要是通過界面誘導的表面吸附方式形成的。將配合物分子通過共價鍵的方式嫁接到半導體表面的研究仍然是一個很大的挑戰。

硫化鎘納米材料具有較寬的光譜吸收、較窄的帶隙和快速的電荷分離特性，在光催化產氫研究中具有潛在的應用價值。同時，無機-有機雜化的硫化鎘-二乙烯三胺納米片表面暴露著豐富的氨基官能團，是潛在的有機反應結合位點。以上特性賦予硫化鎘-二乙烯三胺無機-有機雜化納米片在共價鍵嫁接法構建半導體/配合物雜化體系用于光催化產氫研究上的潛在應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種鎳基分子配合物和硫化鎘復合納米片及其應用。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種鎳基分子配合物和硫化鎘復合納米片，包括硫化鎘-二乙烯三胺納米片和復合到所述硫化鎘-二乙烯三胺納米片表面的Ni-基配合物，所述復合納米片的邊長為900-1000nm，厚度為40-60nm，其中嫁接到硫化鎘-二乙烯三胺表面的Ni-基配合物的質量分數為0.8-1.0％，通過以下方法制備：

步驟1，硫化鎘-二乙烯三胺雜化納米片的制備：

取氯化鎘2/5水合物和硫粉加入到二乙烯三胺溶劑中，于室溫下充分攪拌至形成均一的溶液，于90-100℃下反應50-70小時，自然冷卻后收集沉淀、洗滌、干燥即可得到硫化鎘-二乙烯三胺雜化納米片；

步驟2，4’-(4-溴苯肼)-2,2’:6’,2”-三聯吡啶的合成：

將2-乙酰吡啶和對溴苯甲合成醛分別加入到DMF中分散均勻,向上述溶液中依次加入16-20％氫氧化鉀溶液和氨水，室溫下勻速攪拌4-5天，抽濾、洗滌后重新溶解在三氯甲烷中，用碳酸氫鈉洗滌、干燥、再蒸發、用無水乙醇重結晶，即可得到純凈的4’-(4-溴苯肼)-2,2’:6’,2”-三聯吡啶；

步驟3，4’-([2,2’:6’,2”-三聯吡啶]-4’-yl)-[1,1’-聯苯]-4-甲醛的合成：

將4-醛基苯硼酸、四三苯基磷鈀和碳酸鈉分別加入到N’N-二甲基甲酰胺和乙醇的混合溶液中，氮氣氣氛中，在110-130℃下保持9-10h，冷卻后加入水，用二氯甲烷進行萃取、抽濾并濃縮，通過層析方法純化得到4’-([2,2’:6’,2”-三聯吡啶]-4’-yl)-[1,1’-聯苯]-4-甲醛；

步驟4，[(tpy-CHO)₂Ni]Cl₂的合成：