[发明专利]有效光降解偶氮染料的稀土镨配合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光催化降解染料领域，具体涉及有效光降解偶氮染料的新型稀土镨配合物及其制备方法和应用。该制备方法将对稀土离子具有配位作用的吡啶羧酸型配基引入聚合物侧基，然后与与Pr³⁺配位，得到新型稀土镨配合物光降解偶氮染料染料。该配合物化学式为{[Pr(L^2‑)_1.5(DMF)(H₂O)₂](DMF)}_n，式中：L^2‑为2,2'‑联吡啶‑4,4'‑二羧酸脱去两个质子后的基团，DMF为N,N‑二甲基甲酰胺，n表示为1到正无穷的自然数。新型稀土镨配合物有效地解决了偶氮染料染料难降解的问题。

技术领域

本发明涉及镨金属配合物，具体地，涉及有效光降解偶氮染料的稀土镨配合物及其制备方法和应用。

背景技术

配位聚合物又称为金属—有机骨架化合物(Metal-Organic Frameworks，缩写成MO Fs)，是指由金属原子或者原子簇与有机配体通过共价键、配位键和分子间的相互作用等聚合而成的具有周期性网状结构的晶体材料。

稀土配位化学是稀土化学领域的研究热点之一，稀土就是元素周期表中的镧系元素，其性质较软，在空气中易潮解，大多数元素价态为+3价，可形成稳定的配合物。稀土配合物是稀土金属离子与含氧，氮有机配体通过配位键合作用形成的配合物，稀土配合物难生成，但稀土配合物具有丰富而新颖的结构，同时其独特的功能性也表明着配合物在光、磁、光催化等诸多领域具有潜在的研究价。稀土镨是稀土元素中用量较大的元素之一，在空气中抗腐蚀能力较其他稀土金属元素强，含氮、氧元素的稀土镨配合物具有良好的光学性能,在光学材料、检测重金属离子、光催化等领域有很好的应用前景。

目前，有机染料的降解一般是使用半导体材料、无机复合等材料光催化降解染料，但是稀土有机配合物材料用于光催化降解染料的报道很少，同时利用半导体及其半导体复合材料降解染料存在催化剂难分离，不易固定等不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效光降解偶氮染料的稀土镨配合物及其合成方法，该新型稀土镨配合物具有良好的稳定性以及光催化降解偶氮染料(MB)性能，同时该制备方法简单，而且解决了染料难降解的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有效光降解偶氮染料的稀土镨配合物，该新型稀土镨配合物分子式为：{[Pr³⁺(L^2-)_1.5(DMF)(H₂O)₂](DMF)}_n，其中，L^2-为2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸脱去两个质子后的基团，DMF为N,N-二甲基甲酰胺，n为正整数。

本发明还提供了一种上述制备新型稀土镨配合物的方法，该制备方法为：以N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液为溶剂体系中，将镨盐、H₂L、4,4'-双(1H-咪唑-1-取代)-1,1'-联苯进行配位反应以制得稀土镨配合物；其中，H₂L为2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸。

本发明进一步地提供了一种有效光降解偶氮染料的稀土镨配合物在光催化降解MB染料中的应用。

在上述技术方案中，本发明通过溶剂热法制备了一种有效光降解偶氮染料的稀土镨配合物，具体为：以N,N-二甲基甲酰胺与水的混合溶液为溶剂体系、镨盐为金属源、H₂L为主配体、4,4'-双(1H-咪唑-1-取代)-1,1'-联苯为辅配体(辅配体的作用是改变配合物空间的延伸方向，使结构多样化)进行配位反应，该制备方法将对稀土离子具有配位作用的吡啶羧酸型配基引入聚合物侧基，然后与与Pr³⁺配位，得到效光降解偶氮染料的新型稀土镨配合物。该新型稀土镨配合物的光催化降解性能优异且结构稳定，进而使其能够应用于光催化降解染料。同时该制备方法简单、产率高、而且解决了染料难降解的问题。