[发明专利]钨系或钼系多金属氧酸盐超分子化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种钨系多金属氧酸盐超分子化合物及其制备方法和应用。

背景技术

光催化剂，即光触媒，在光子的激发下加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，典型的天然光催化剂就是叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。光催化技术主要用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。

光催化剂，尤其是可见光催化剂是近年来研究极为活跃的领域之一。光催化剂在环境保护、太阳能利用以及新型功能材料的研发等方面都有着不可估量的利用价值，是国家重点发展的高新技术产品。常见的光催化剂包括二氧化钛(TiO2)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)，二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为应用较多的纳米光触媒材料。目前已报道的光催化剂主要集中在纳米二氧化硅及其表面改性材料，但是现有技术下开发出来的TiO2光催化剂存在着结构上的先天不足，即催化剂的带隙较宽，导致催化效率很低，可重复利用率不足。

中国专利申请02103829.5公开了一种纳米二氧化钛光催化剂及其制备方法，所述催化剂包含半导体材料掺杂的纳米二氧化钛作为基体和包敷在所述基体上的共轭体系有机物。该光催化剂在聚乙烯塑料等材料中不会引起粉化、老化等破坏现象，在微光区抗菌防霉效果显著。中国专利申请200410016013.4公开了一种可见光激发的氧化钛光催化剂及其合成方法，以硫脲，硝酸镧或氯化镧，聚乙二醇或聚乙烯醇为原料和TiCl4的水溶液混合水热合成可见光催化剂，该可见光催化剂以二氧化钛为基体，含硫量为1.0～3.0at％，含镧量为1.0～2.5at％，在可见光照射下可有效的降解有机工业染料亚甲基兰(其降解率可达98.4％)，用于除去环境中的污染物，太阳能转化、催化及光电转化设备中。中国专利申请200810063999.9公开了一种核-壳型TIO2/ZNO光催化剂的制备方法及应用，该催化剂涂敷于交联乙烯、层状钙钛矿、熔盐结晶水和盐或AL-SI材料上，作为蓄能材料。TIO2中的电子能够在普通光照条件下跃迁到导带上，使光生电子可以有效地分离。然而迄今为止，还没有任何一片专利报道的光催化剂是可利用于引发烯类单体进行聚合反应的。本发明因此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种钨系多金属氧酸盐超分子化合物，解决了现有技术中光催化剂不能用于引发烯类单体进行聚合反应的技术难题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种钨系或钼系多金属氧酸盐超分子化合物，其特征在于所述化合物的分子式为(BMI)₂(DMDI)(PM₁₂O₄₀)；其中BMI为DMDI为M选自W、Mo金属元素；该化合物为单斜晶系，空间群为pbcn，单胞参数为：a＝17.895(5)，b＝18.391(5)，c＝16.676(4)，α＝β＝γ＝90。该化合物分子式中钨系多金属氧酸为化合物的基本构筑单元，通过氢键沿a轴构成一维链状(BMI)₂(DMDI)(PM₁₂O₄₀)结构。

本发明还提供了一种制备钨系或钼系多金属氧酸盐超分子化合物的方法，其特征在于所述方法通过1-丁基-3-甲基咪唑卤化物加入到多金属氧酸H₃PM₁₂O₄₀的水溶液中制备。

优选的，所述1-丁基-3-甲基咪唑卤化物选自1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物。

优选的，所述多金属氧酸H₃PM₁₂O₄₀选自磷钨酸H₃PW₁₂O₄₀和磷钼酸H₃PMo₁₂O₄₀。

优选的，所述方法进行反应过程中维持反应温度为-30～30℃。

本发明的又一目的在于提供一种钨系或钼系多金属氧酸盐超分子化合物作为引发烯类单体聚合的光催化剂方面的应用。

优选的，所述应用进行引发烯类单体聚合时在光照条件下激活钨系或钼系多金属氧酸盐超分子化合物。