[發(fā)明專利]一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料制備及光催化應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011385819.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112457348A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐海軍;肖博鑫;李柏男;馬慧媛;張春晶;王新銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F13/00
• 分類號(hào): C07F13/00;B01J31/22;B01J37/10;C01B3/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料制備及光催化應(yīng)用，其特征在于一種具有光催化分解水制氫氣效果的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的化學(xué)式為(H₂SiW₁₂O₄₀)[Mn(pzta)₃]₂·4H₂O，其中，pzta為5-(2-吡嗪基)-1,2,4-三唑；晶系為單斜；空間群為C2/c；單胞參數(shù)為α＝90°(5)，β＝107.037°(5)，γ＝90°(5)，z＝4。

2.一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法，其特征在于一種具有光催化分解水制氫氣效果的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法按以下步驟完成的:

一、制備pH值為2.0的反應(yīng)液:將硅鎢酸、氯化錳、5-(2-吡嗪基)-1,2,4-三唑有機(jī)配體溶解到去離子水中，得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液pH值調(diào)節(jié)至2.0，得到pH值為2.0反應(yīng)液；

步驟一中所述的硅鎢酸與金屬錳鹽的摩爾比為:0.1:(0.2～1)；

步驟一中所述的硅鎢酸與5-(2-吡嗪基)-1,2,4-三唑有機(jī)配體的摩爾比為:0.1:(0.2～0.5)；

步驟一中所述的硅鎢酸的物質(zhì)的量與蒸餾水的體積比為:0.1mmol:(20ml～35ml)；

二、將pH值為2.0的反應(yīng)液加入到聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中，再在160℃下反應(yīng)3天，冷卻降溫至室溫得到橙黃色長(zhǎng)條晶體即為多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料；

步驟二中所述的硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的化學(xué)式為(H₂SiW₁₂O₄₀)[Mn(pzta)₃]₂·4H₂O，其中，pzta為5-(2-吡嗪基)-1,2,4-三唑；晶系為單斜；空間群為C2/c；單胞參數(shù)為α＝90°(5)，β＝107.037°(5)，γ＝90°(5)，z＝4。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的金屬鹽為氯化錳、硝酸錳或醋酸錳。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的硅鎢酸與金屬錳鹽的摩爾比為:1:10。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的硅鎢酸與5-(2-吡嗪基)-1,2,4-三唑有機(jī)配體的摩爾比為:1:2。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法，其特征在于步驟一中所述的硅鎢酸的物質(zhì)的量與蒸餾水的體積比為:0.1mmol:25ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的制備方法，其特征在于步驟一中將反應(yīng)液的pH值調(diào)劑至2.0是使用0.1mol/L～2mol/L HCl溶液和0.1mol/L～2mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)得到的。

8.一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料制備及光催化應(yīng)用，其特征在于區(qū)別于以往多數(shù)此類材料其結(jié)構(gòu)中的多酸分子不具有光敏性且不包含具有還原性的金屬原子，且在此類雜化材料中多酸與金屬有機(jī)配合物所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，禁帶寬度較寬且導(dǎo)帶大于零，導(dǎo)致此類多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料不具有光解水產(chǎn)氫的性質(zhì)，而本發(fā)明所制備的一種硅鎢酸鹽構(gòu)筑的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料，包含具有良好光敏性的硅鎢酸鹽和具有還原性的錳原子，在本發(fā)明的雜化材料中多酸與金屬有機(jī)配合物所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)禁帶寬度較窄且導(dǎo)帶小于零，具有良好的光催化分解水產(chǎn)氫的效果，而且本發(fā)明中形成的超分子結(jié)構(gòu)，多酸與金屬有機(jī)配合物的空間結(jié)構(gòu)有利于多酸與金屬有機(jī)配合物的電子傳導(dǎo)，從而提高了本發(fā)明中的多酸基錳金屬有機(jī)雜化材料的催化性能，最終多酸分子與金屬-有機(jī)配合物協(xié)同作用，產(chǎn)生優(yōu)異的光催化分解水產(chǎn)氫性能。