[发明专利]稀土钕金属-有机框架光催化材料及其制备方法以及应用

说明书

本发明公开了一种稀土钕金属‑有机框架光催化材料及其制备方法以及应用，该稀土钕金属‑有机框架光催化材料的分子式为：{[Nd³⁺(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。该稀土钕金属‑有机框架光催化材料具有优异的稳定性以及光催化性能进而使得在染料的光降解中得以应用，同时该制备方法具有制备方法简单、产率高和条件温和的优点。

技术领域

本发明涉及钕金属配合物，具体地，涉及稀土钕金属-有机框架光催化材料及其制备方法以及应用。

背景技术

配位聚合物，是由无限多种类的有机桥联配体与有限选择的无机金属离子结点所构建的无限网络结构。配合物结构的多样性是受温度、有机配体、金属离子和平衡离子等因素的共同影响。因其具有不同的价键方式与空间结构使其成为无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、固体化学、生物化学与环境科学等学科之间相互渗透的学科分支，甚至成为了诸多学科的交叉点。

稀土金属配合物的研究工作始于1954年三茂稀土有机化合物的成功合成。稀土金属配合物结构的多样性为稀土功能材料的应用研究提供了巨大空间，据相关报道，稀土金属离子与多功能配体构建出的配合物在催化、磁学、光学、离子交换、气体吸附、储存以及生物模拟等诸多领域的潜在应用价值巨大，成为当今金属配合物研究领域中的热点与重点之一。在稀土金属配合物的合成过程中，稀土金属离子是有限的，但与稀土金属离子配位的配体却是无限的，通过改变配体即可不断获得具有新颖结构的稀土金属配合物。目前报道的稀土钕的多孔金属有机配合物较为有限，而其应用于光催化降解染料的研究也不多见。

目前，有机染料的降解一般是利用TiO₂、TiO₂无机复合材料等半导体材料进行光催化降解，但是金属有机配合物材料光催化降解染料的相关报道较少，同时无机复合材料的降解存在催化剂难分离，不易固定等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土钕金属-有机框架光催化材料及其制备方法以及应用，该稀土钕金属-有机框架光催化材料具有优异的稳定性以及光催化性能进而使得在染料的光降解中得以应用，同时该制备方法具有制备方法简单、产率高和条件温和的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种稀土钕金属-有机框架光催化材料，该稀土钕金属-有机框架光催化材料的分子式为：{[Nd³⁺(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的稀土钕金属-有机框架光催化材料的制备方法，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，将钕盐、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钕金属-有机框架光催化材料；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如上述的稀土钕金属-有机框架光催化材料在光催化降解罗丹明B染料中的应用。