[发明专利]一种金属镉配合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种金属镉配合物，所述金属镉配合物由2‑甲基‑4,5咪唑二羧酸(MIDA)配体与醋酸镉Cd(CH₃COO)₂的在溶剂热条件下合成得到，所得产物的分子结构式为C₂₄H₁₇Cd₃N₆O_16.33,其中Cd为二价金属镉离子，MIDA配体与镉离子通过2‑甲基‑4,5咪唑二羧酸的羧基氧原子以及咪唑氮原子形成三维网络结构。所述金属镉配合物的形态为固态晶体，所述晶体的结晶为六方晶系，R‑3空间群。所述金属镉配合物的制备方法为：将2‑甲基‑4,5咪唑二羧酸与醋酸镉Cd(CH₃COO)₂在溶剂热条件下反应，得到无色透明的块状晶体。本发明所得金属镉配合物可作为一种光催化剂，把二氧化碳转变为一氧化碳。本发明制备工艺简单，易实施，产物纯度和产率均较高，在光催化转化二氧化碳方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属配位化合物功能材料技术领域，尤其涉及一种金属镉配合物及其制备方法和应用。

背景技术

石油等化石燃料的燃烧会释放出大量CO₂，从而引起全球变暖等诸多环境问题。将CO₂还原为化学燃料的设想，可以从根本上解决CO₂的排放所带来气候与环境问题。为了实现这一目的，可以利用可见光催化还原CO₂，获得如CO、甲烷等新的燃料。探寻高效的光催化剂是解决CO₂还原的关键所在。传统的二氧化碳光催化剂一般选用价格昂贵的贵金属配合物。但是，把镉配位化合物应用于光催化还原二氧化碳的研究目前还很少见诸报道。因此，制备该类新型的镉配位化合物作为光催化剂具有极大的潜在价值。2-甲基-4,5咪唑二羧酸的良好配位能力为合成结构新颖的镉配位化合物提供了可能，而且镉属于廉价金属，选择该类化合物作为催化剂具有成本低廉的巨大优势。

发明内容

有鉴于此，本发明为克服现有技术中的至少一种不足，提供一种价格低廉的金属配位化合物——金属镉配合物，作为催化剂应用于光催化还原二氧化碳。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种金属镉配合物，所述金属镉配合物由2-甲基-4,5咪唑二羧酸有机配体(MIDA)与醋酸镉(Cd(CH₃COO)₂)经溶剂热反应合成得到，所得产物的分子结构式为C₂₄H₁₇Cd₃N₆O_16.33，其中Cd为二价金属镉离子。

MIDA配体与镉离子通过2-甲基-4,5咪唑二羧酸的羧基氧原子以及咪唑氮原子形成三维网络结构。所述金属镉配合物的形态为固态晶体，所述晶体属于六方晶系，空间群为R-3，晶胞参数分别为：b＝25.657(4)、α＝β＝90°，γ＝120°,所述金属镉配合物的分解温度为240℃。

本发明还提供了一种制备上述金属镉配合物的方法，包括如下步骤：

S1.将2-甲基-4,5咪唑二羧酸和醋酸镉溶于溶剂中得到混合液；

S2.将步骤S1所得混合液密封后进行溶剂热反应，反应结束后缓慢冷却到室温，得到无色透明的块状晶体；

S3.洗涤步骤S2所得无色透明针状晶体，自然晾干，即制得该配位化合物的单晶样品。

进一步地，步骤S1中，2-甲基-4,5咪唑二羧酸和醋酸镉的摩尔比为1:1～1:3；所述溶剂为蒸馏水与乙醇的混合溶剂。

更优选地，步骤S1中，2-甲基-4,5咪唑二羧酸和醋酸镉的摩尔比为1:1～1:2。

进一步地，步骤S2中，在120～150℃下进行溶剂热反应，反应时间为24～72小时。