[發明專利]一種銅配合物合成及作為光降解催化劑的應用

在審

• 申請號: 201910096776.0
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN111454283A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 陶建清;陳寧寧;張晨
• 申請（專利權）人: 鹽城師范學院
• 主分類號: C07F1/08
• 分類號: C07F1/08;B01J31/22;B01J37/10;C02F1/30;C02F101/30;C02F101/38
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本發明提供一種銅金屬配合物制備及其在光降解催化劑的應用。所述配合物的化學式為[Cu(L)(AIP)(H₂O)·H₂O]_n；其中，H₂AIP＝5?氨基間苯二甲酸，L＝3，5?二(1H?苯并咪唑?1?基)吡啶。所述銅金屬配合物為銅離子通過AIP^2?、L配體自組裝而成的二維結構。該銅配合物具有穩定和高效的催化光降解染料性質：60分鐘內亞甲基藍基本降解完全，且易分離并可多次循環使用。

技術領域

本發明屬于有機合成和金屬有機化學技術領域，具體涉及到一種3，5-二(1H-苯并咪唑-1-基)吡啶(L)和5-氨基間苯二甲酸(H₂AIP)為配體的銅配合物的制備及其作為降解亞甲基藍(MB)染料的應用。

背景技術

工業的快速發展帶來了日趨嚴峻的生態環境問題，人類的生存環境不斷遭到破壞，使得水污染問題日趨嚴重。目前，我國水體污染的主要來源是工業廢水，其中印染廢水占工業廢水的比重已超過35％。印染廢水具有廢水量大、色度高、毒性大、水質復雜等特點，屬于高濃度難降解有機廢水。亞甲基藍(MB)、甲基橙(MO)等偶氮型染料在水體中的危害極大，不但嚴重危害河流、海洋的生態平衡，而且還會通過皮膚吸收進入人體內，導致頭痛、嘔吐，甚至照成多種器官不可逆的傷害乃至致癌。因此，高效處理水體中偶氮型染料污染物是一個重要課題。

傳統的水處理工藝因具有易產生二次污染、耗能高、效率低等一系列弊端而不斷被革新，由單純傳統處理工藝的改革逐漸轉變為水處理的新材料研發。利用環境凈化材料催化光降解染料廢水的方法可以降解許多難生物降解的復雜大分子，在染料廢水處理領域越來越引起人們的關注。

大量關于配合物應用在光降解染料領域的報道，表明具有不同分子結構的配合物在光降解染料領域具有較好的應用。與傳統用于光降解的半導體材料相比，配合物在光降解染料方面具有許多優勢：(1)晶體結構的精準有利于研究配合物光降解染料的結構與性質之間的關系；(2)可調諧的活性位點促進了配合物光降解染料能高效利用太陽能；(3)配合物的多孔性和較大比表面積能夠允許染料分子快速的通過通道，這對提高光催化降解的效率是十分有效的；(4)配合物的金屬離子和配體的相互作用可以有效分離光電電子和空缺，從而提高光催化活性。因此，配合物具有高的光催化活性和化學穩定性，且合成方法簡單，是一種理想的光反應的催化劑。

3，5-二(1H-苯并咪唑-1-基)吡啶(L)是配位能力較強的橋連配體。該配體是V型苯并咪唑類配體，兩端具有兩個苯并咪唑，有利于配合物的合成，易合成具有不同維數的金屬配合物，而合成不同維數的結構是完成器件化至關重要的一步。

本發明屬于有機合成和金屬有機化學技術領域，涉及具有二維銅金屬熒光配合物的合成，更具體的說是3，5-二(1H-苯并咪唑-1-基)吡啶(L)和5-氨基間苯二甲酸(H₂AIP)為配體的銅配合物的合成及其作為光降解催化劑的應用。本發明采用二價銅離子作為主體，以3，5-二(1H-苯并咪唑-1-基)吡啶和5-氨基間苯二甲酸作為配體來構筑配合物，探究不同金屬離子對該金屬配合物性能的影響，同時具有二維結構的銅配合物對于亞甲基藍染料具有明顯的光降解性質：60分鐘內亞甲基藍染料基本降解完全。

發明內容

本發明旨在提供一種有效催化降解含偶氮類有機染料亞甲基藍的二維銅配合物及其制備方法。本發明選用3，5-二(1H-苯并咪唑-1-基)吡啶、5-氨基間苯二甲酸配體和六水合硝酸銅構筑銅配合物。該配合物能夠高效降解亞甲基藍有機染料并能保證優異的催化活性及重復性。該配合物合成工藝簡單、成本低、效率高、重現性好、檢測靈敏、易于分離、收益高，可應用于工業化生產，在環境監測、生命科學及污染物降解領域具有潛在的應用前景。