[發明專利]一種二價銅離子配位聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011227726.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112341632B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 盧久富;趙娟;郭少波;劉美玲;葛紅光;季曉輝;靳玲俠
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J31/22;C02F1/30
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發明公開了一種二價銅離子配位聚合物及其制備方法與應用。本發明通過將化合物A、1,3?BIP、HPDC、氫氧化鈉、N,N’?二甲基甲酰胺和水混合，將混合物在70～90℃下恒溫反應70～74小時，得到反應產物，再將所述反應產物冷卻析晶，將析晶產物依次進行沖洗、過濾和干燥后，得到二價銅離子配位聚合物，該配位聚合物以銅(II)為中心離子，通過NO₃^?離子連接相鄰的Cu(II)離子形成一維鏈，又通過1,3?BIP橋聯形成一維環狀，進而通過分子間的氫鍵作用形成了三維超分子網絡結構。本發明配位聚合物對羅丹明B、甲基橙以及甲基藍的光催化降解作用。此外，本發明制備方法具有過程簡單、操作方便、產率高、可重現性好等優點。

技術領域

本發明屬于光催化降解開發技術領域，尤其涉及一種二價銅離子配位聚合物及其制備方法與應用。

背景技術

配位聚合物是指有機配體和金屬離子間通過配位鍵連接形成的具有高度規整的無限網絡結構的配位聚合物。因其具有豐富多樣的拓撲結構，而且在光致發光、電致發光、熒光探針、磁性、吸附、催化、醫藥等方面的潛在應用而倍受科研人員的關注。

有色染料等有機污染物具有高毒性和致癌性，在自然水域中很難降解，當這類燃料長期聚集和暴露在水中，會嚴重污染水體，破壞生態環境，對人體健康造成嚴重的影響。金屬有機配位聚合物作為一種新型的光催化材料，廣泛被應用于降解有機污染物和染料，主要是因為金屬有機配位聚合物由多官能團有機配體和無機金屬離子或金屬簇通過強配位鍵構成的材料，通常具有較窄的帶隙能，從而可以有效的吸收紫外和可見光，催化降解有機染料分子。與其他的廢水處理辦法相比，光催化氧化法不僅具有環境友好和實用方便等優點，而且還可以將有機染料分子降解成為小分子物質，甚至礦化成CO₂和水分子。

目前，獲得新穎結構和特定功能的Cu(Ⅱ)配位聚合物具有很大的挑戰，金屬離子和有機配體決定了配位聚合物的結構；與此同時反應溫度、pH值、溶液中的抗衡離子等反應條件對于配位聚合物的形成有較大的影響。除此之外Cu²⁺與配體相結合所得到的配位聚合物除了產率低，重復性很低。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種二價銅離子配位聚合物。

本發明的再一目的在于提供上述二價銅離子配位聚合物的制備方法，旨在解決現有二價銅離子配位聚合物制備方法中存在的產率低、重復性很低、反應條件影響過大的問題。

本發明的另一目的在于提供上述二價銅離子配位聚合物在光催化降解水體染料中的應用。

本發明是這樣實現的，一種二價銅離子配位聚合物，該配位聚合物化學表達式為：{[Cu(1,3-BIP)(PDC)(NO₃)]·2H₂O}_n，其中，1,3-BIP為1,3-(咪唑基)丙烷，HPDC為5-甲基-4-氧-1-苯基-1,4-二氫噠嗪-3-羧酸；

該配位聚合物以銅(II)為中心離子，通過NO₃^-離子連接相鄰的Cu(II)離子形成一維鏈，又通過1,3-BIP橋聯形成一維環狀，進而通過分子間的氫鍵作用形成了三維超分子網絡結構。

本發明進一步公開了上述二價銅離子配位聚合物的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將化合物A、1,3-(咪唑基)丙烷、甲基-4-氧-1-苯基-1,4-二氫噠嗪-3-羧酸、氫氧化鈉、N,N’-二甲基甲酰胺和水混合，將混合物在80～100℃下恒溫反應70～74小時，得到反應產物；其中，所述化合物A、1,3-(咪唑基)丙烷、甲基-4-氧-1-苯基-1,4-二氫噠嗪-3-羧酸、N，N’-二甲基甲酰胺和水的摩爾比為1：1：0.75～1：2～4：4.5～5；所述化合物A為三水合硝酸銅、氯化銅以及乙酸銅中的任一種；

(2)將所述反應產物冷卻析晶，將析晶產物依次進行沖洗、過濾和干燥后，得到二價銅離子配位聚合物。