[发明专利]一种甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团的夹心型铋钨酸化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于化学材料制备技术领域，具体涉及一种甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团的夹心型铋钨酸化合物及其制备方法与应用。 

背景技术

目前，由于多酸基多核过渡金属簇合物结构的特殊性，以及在纳米级磁体、催化和光学材料等方面的潜在应用前景，受到越来越多的关注。在构筑多酸基多核过渡金属簇的过程中，广泛采用的合成策略是：通过使用各种不同的缺位型多酸作为多齿含氧配体，通过桥连、配位多核金属中心以构筑不同的多核结构。到目前为止，通过此类方法得到的新型化合物不仅数量众多、形态各异，而且在功能特性上也各不相同。现有技术中，以缺位的铋钨酸作为无机多齿配体构筑的化合物很少。以甲基咪唑作为配位是化学材料制备领域常见的配体，在多酸的合成化学中也经常被用作配位剂和模板剂，近年来也有许多新的关于以甲基咪唑修饰基团的多酸基化合物的学术论文，但是甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团夹心型铋钨酸化合物却从未见报道。这类夹心型铋钨酸化合物可以广泛应用于光催化领域，其作用是：催化降解水中有机污染。所以，开发一种甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团的夹心型铋钨酸化合物及其制备方法是非常必要的。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团的夹心型铋钨酸化合物，第二目的在于提供上述夹心型铋钨酸化合物的制备方法；本发明的第三目的在于提供上述夹心型铋钨酸化合物的应用。 

本发明的第一目的是这样实现的，所述的甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团夹心型铋钨酸化合物是由甲基咪唑抗衡阳离子和甲基咪唑夹心型杂多酸片段组成，单晶，三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为a=13.356(3)?，b= 17.292(4)?，c=26.648(5)?，α=98.28(3)，β=101.01(3)，γ=107.93(3)，V=5610(2)?³，Z=2；其分子式为：Na₇(mim)₂[{Na(H₂O)₂}₃{Co^II(mim)}₃(Bi^IIIW^VI₉O₃₃)₂]·9H₂O，mim为甲基咪唑；甲基咪唑的结构式为： 

；

所述的夹心型铋钨酸化合物单晶的单胞具有式1的晶体骨架和组成，式1结构如图1所示。

本发明的第二目的是这样实现的，包括如下步骤： 

A、将Na₂WO₄·H₂O溶于蒸馏水，制备成Na₂WO₄·H₂O水溶液；

B、以1滴/s的滴速缓慢滴入酸化的Bi(NO₃)₃·H₂O水溶液，在室温下持续搅拌50~70min； 

C、缓慢加入含Co(NO₃)₂·6H₂O的甲基咪唑水溶液，调节PH值至7~9，加热至35~45℃后持续25~35min，静置冷却至室温后过滤得到滤液；

D、滤液在室温下缓慢挥发5~9天后，出现紫红色晶体，用95%乙醇洗净，在空气中晾干，即可得到所述的夹心型铋钨酸化合物。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团的夹心型铋钨酸化合物在光催化领域上的应用。 

本发明合成的甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团的夹心型铋钨酸化合物为单晶配合物，甲基咪唑不仅作为修饰基团直接配位到与多阴离子连接的过渡金属原子上，同时作为抗衡阳离子和模板剂游离在多阴离子周围，结构新颖，是一种新型的单晶配合物，为晶体数据库增添了新的数据。该化合物不仅是首例甲基咪唑同时作为抗衡离子和修饰基团夹心型铋钨酸化合物，也提供了一种以含氮芳环作为模板剂合成单晶化合物的全新方法。 

附图说明

图1是夹心型铋钨酸化合物单晶的单胞晶体骨架和组成结构图； 

图2是本发明所述的夹心型铋钨酸化合物的单晶衍射图；

图3是紫外光催化降解罗丹明B的结果图。

具体实施方式