[发明专利]金属镍和金属锰配合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了金属镍和金属锰配合物，两者的配体都为2‑丙基‑4,5咪唑二羧酸，分别与六水氯化镍(NiCl₆·H₂O)和硫酸锰(MnSO₄)在溶剂热条件下合成得到,所得产物的分子结构式为C₁₂H₆N₆(Ni)₂O₁₆和C₁₂H₁₂MnN₄O₁₀。所述金属配合物的制备方法为：将2‑丙基‑4,5‑咪唑二羧酸与六水氯化镍(NiCl₆·H₂O)和硫酸锰(MnSO₄)在溶剂热条件下合成，得到浅绿和粉红色的块状晶体。本发明所得金属镍和锰配合物可作为一种廉价光催化剂，把二氧化碳催化转变为一氧化碳。本发明制备工艺简单，方便易实施，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，尤其涉及一种金属镍和金属锰配合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的快速发展、化石能源消耗量逐渐增加，CO₂排放量与日俱增，加之绿色植被的减少使吸收CO₂能力下降，最终导致大气中CO₂含量增多，进而造成温室效应、全球气候变暖、冰川融化和海平面上升等一系列现象的发生。因此，如何有效收集利用CO₂，减少大气中CO₂含量已成为全球经济发展的重要战略课题之一。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、COOH、CH₄等新的燃料。光催化还原CO₂的核心是光催化材料，传统的光催化材料一般选用价格昂贵的贵金属配合物，利用非贵金属配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，制备该类新型的镍和锰配位化合物作为光催化剂具有很大的潜在价值。2-丙基-4,5-咪唑二羧酸的良好配位能力为合成结构新颖的镍和锰配位化合物提供了可能，而且镍和锰属于廉价金属，在经济上是可行的。

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，提供两种价格低廉的金属配位化合物——金属镍和锰配合物，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：

以2-丙基-4,5-咪唑二羧酸为配体，与六水氯化镍(NiCl₆·H₂O)经溶剂热反应合成得到产物分子结构式为C₁₂H₆N₆(Ni)₂O₁₆的金属镍配合物，与硫酸锰(MnSO₄)经溶剂热反应合成得到产物分子结构式为C₁₂H₁₂MnN₄O₁₀的金属锰配合物。

所述金属镍和金属锰配合物的形态为固态晶体，所述晶体都属于单斜晶系，空间群分别为P21/m和P21/c，金属镍配合物的晶胞参数为：b＝6.839(3)、α＝β＝γ＝90°,金属锰配合物的晶胞参数为：b＝9.155(5)、α＝γ＝90°,β＝101.824°(4)，两者的分解温度分别为210℃和143℃。

本发明还提供了一种制备上述金属镍和金属锰配合物的方法，包括如下步骤：

S1.将2-丙基-4,5-咪唑二羧酸分别与六水合氯化镍和硫酸锰溶于溶剂中得到混合液；

S2.将步骤S1所得混合液分别密封后进行溶剂热反应，反应结束后缓慢冷却到室温，分别得到浅绿色块状晶体和粉红色块状晶体；