[发明专利]具有催化光降解和吸附染料性质的铜配合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种铜金属配合物，制备方法及其在催化光降解和吸附染料的应用。所述配合物的化学式为[Cu₂(4，4′‑BMIBP)(TBIP)₂(H₂O)₂·2DMA]_n，其中，4，4′‑BMIBP＝4，4′‑二(2‑甲基‑1‑咪唑基)联苯，H₂TBIP＝5‑叔丁基间苯二甲酸，DMA＝N，N‑二甲基乙酰胺。所述铜金属配合物为铜离子通过4，4′‑BMIBP和H₂TBIP配体自组装而成一维链状结构。实验结果表明：该铜配合物具有良好的催化光降解和吸附去除水中有机染料性质，在环境污染治理领域具有潜在的应用价值。该配合物合成工艺简单，反应条件温和，使用方便，为环境中有害物质的治理提供了一种新的手段。

技术领域

本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，具体涉及到一种4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)联苯和5-叔丁基间苯二甲酸为配体的铜配合物的制备及其在催化光降解和吸附去除水中有机染料方面的应用。

背景技术

染料废水具有化学需氧量(COD)高，有机物含量高，可生化性差；色度高；成分复杂，酸碱度等水质波动大；毒性大，环境污染严重等特点，对生态环境和人类健康的影响非常大。

偶氮染料的生产和使用量是所有染料中最大的，某些偶氮染料已被证实能够导致人类膀胱癌、脾脏瘤、肝癌和试验动物的核酸异常以及哺乳动物的染色体变异，偶氮染料的降解过程很有可能是通过偶氮还原酶先将偶氮基断裂，生成苯胺类物质，而该类物质的生物致癌、致畸、致突变效应更为严重。

利用沸石，活性炭等材料做吸附剂的报道很多，而利用配合物作为吸附剂处理染料废水的研究甚少。针对目前相关领域的研究现状及不足，本文发明了一种铜配合物处理染料废水方法，并且能够将染料回收利用。配合物作为一种新型吸附材料，不但具有吸附性质，而且有的配合物还能够选择性吸附染料分子。此外，配合物吸附有机染料具有结合力强，不易脱落，吸附量大，快速高效，受外界条件干扰较小等优点。因此，配合物作为吸附剂处理染料废水具有潜在的应用价值。

同时，配合物在光降解染料领域具有较好的应用。与传统用于光降解的半导体材料相比，配合物在光降解染料方面具有许多优势：(1)晶体结构的精准有利于研究配合物光降解染料的结构与性质之间的关系；(2)可配位的活性位点促进了配合物高效利用太阳能；(3)配合物的多孔性和较大比表面积能够允许染料分子快速的通过通道，这对提高光催化降解的效率是十分有效的；(4)配合物的金属离子和配体的相互作用可以有效分离光电电子和空缺，从而提高光催化活性。因此，配合物具有高的光催化活性和化学稳定性，且合成方法简单，是一种理想的光反应的催化剂。一系列的具有光降解或者吸附染料性质配合物已被报道，但是能同时具有催化光降解和吸附染料性质的配合物报道比较少。

4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)联苯是配位能力较强的桥连配体：在这个配体的两端具有两个甲基咪唑，有利于配合物的合成；5-叔丁基间苯二甲酸可以部分或完全去质子化，允许与金属离子有不同的配位模型，易合成具有不同维数的金属配合物，而合成不同维数的结构是完成器件化至关重要的一步。

本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，涉及具有一维铜配合物的合成，更具体的说是4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)联苯和5-叔丁基间苯二甲酸为配体的铜配合物的合成及其催化光降解和吸附染料方面的应用。

本文采用二价铜离子作为主体，以4，4′-二(2-甲基-1-咪唑基)联苯和5-叔丁基间苯二甲酸作为配体，探究该配合物催化光降解和吸附去除水中有机染料的性质。