[发明专利]基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料、制备方法及其在光催化材料方面的应用

说明书

技术领域

本发明属晶态催化材料领域，特别涉及一种基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料、制备方法及其在光催化材料方面的应用。Keggin型晶态材料属基于丁基吡唑有机配体和Keggin型多金属氧酸盐的铜杂多化合物。

背景技术

过渡金属配合物修饰的多金属盐酸盐化合物是一种无机有机杂化晶态功能材料，具有结构丰富、催化性能优异以及优良的电催化性能等特点。然而，此类晶态材料的设计与合成面临的主要问题是，第一，合适的有机配体的设计与合成，近年来用于多酸基晶态材料的有机配体主要有经典的联吡啶、邻菲洛林，以及咪唑、三氮唑以及此类配体的衍生配体，以及羧酸类配体。这类有机分子使用率高，较难得到结构新颖性能优异的晶态材料。第二，采用合适方法靶向制备所需化合物，达到分子裁剪的目的。金属配合物修饰的杂多化合物的合成方法主要是水热法、溶剂热法等，此类方法的优点是方便、快捷。缺点是难以靶向合成，难以可控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种合成方法简单，结晶度高，对有机污染物亲和能力强，催化降解效果好的基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料。

本发明还提供一种上述基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料的制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料，其化合物分子式为[Cu^I₂(L¹)₃(H₆PW₁₁Cu^IIO₃₉)]或[Cu^II₂(L¹)₂(H₂O)₂(HPMo₁₂O₄₀)]·3H₂O 中的一种；其中：L¹为丁基吡唑有机配体。

作为一种优选方案，本发明所述丁基吡唑有机配体为3-丁基吡唑。

一种制备上述基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料的方法，可按如下步骤实施。

（1）将高压反应釜中的Cu(NO₃)·3H₂O、Keggin型多金属氧酸盐及丁基吡唑有机配体加入去离子水，搅拌形成悬浮混合物；所述Keggin型多金属氧酸盐为Keggin型多酸H₃PW₁₂O₄₀·29H₂O或Keggin型多酸H₃PMo₁₂O₄₀·29H₂O形成的多金属氧酸盐。

（2）将NaOH溶液加入步骤（1）所述悬浮混合物中，调pH=4.0～5.0，经升温，保温，梯度降温后，得到块状蓝绿色晶体；再经清洗，晾干后，即得目的产物。

作为一种优选方案，本发明所述丁基吡唑有机配体为3-丁基吡唑。

进一步地，本发明所述步骤（2）中，NaOH溶液的浓度为：1.0mol/L。

进一步地，本发明所述步骤（2）中，升温至160℃，保温5天。

进一步地，本发明所述步骤（2）中，升温时升温速率为 80℃/小时～90℃/小时，降温时降温速率为10℃/小时。

进一步地，本发明所述步骤（1）中，的去离子水的加入量为高压反应釜容积的60%。

本发明还提供一种基于丁基吡唑铜配合物修饰的Keggin型晶态材料在光催化材料方面的应用。

本发明以Keggin型多金属氧酸盐为无机建筑块，与丁基吡唑铜配合物相连构成一维或二维晶态材料。其中：[Cu^I₂(L¹)₃(H₆PW₁₁Cu^IIO₃₉)]是一种二维层结构；[Cu^II₂(L¹)₂(H₂O)₂(HPMo₁₂O₄₀)]·3H₂O是一种一维链状结构。