[发明专利]具有催化光降解染料性质的钴配合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种钴配合物，制备方法及其在催化光降解染料的应用。所述配合物的化学式为[Co(L)(1，4‑BTZ)·H₂O]_n，其中，H₂L＝3，3’‑[1H，1’H‑2，2’‑联咪唑‑1，1’‑二亚甲基]苯甲酸，1，4‑BTZ＝1，4‑二(1，2，4‑三氮唑‑1‑亚甲基)苯。所述钴配合物为钴离子通过H₂L和1，4‑BTZ配体自组装而成二维层状结构。实验结果表明：该钴配合物具有优良的催化光降解去除水中有机染料亚甲基蓝和罗丹明B的性质，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3，3’-[1H，1’H-2，2’-联咪唑-1，1’-二亚甲基]苯甲酸和1，4-二(1，2，4-三氮唑-1-亚甲基)苯为配体的钴配合物的制备及其在催化光降解水中有机染料方面的应用。

背景技术

随着全球工业化进程的迅速发展，水污染已成为全球性的环境问题。水体中大量有机污染物由于难降解，且在水循环过程中逐渐积累，严重威胁人体健康及生态安全，一直是水污染治理的焦点问题。其中，以化工产物(如染料)为代表的新型有机污染物越来越受关注。我国是印染纺织大国，染料废水产量大、成分复杂、色度深、毒性强，不仅影响环境的美观，还影响水生生物的生长、破坏水体自净能力。

光催化技术具有设备简单、操作简便、条件温和、低能耗、氧化能力强、无二次污染等突出特点，在水体中微量污染物、难降解有机物处理中具有其他传统技术无法比拟的优势。然而，常用的单一半导体效率相对较低，无法满足实际需求，因此开发更为高效的新型光催化剂是研究的热点。

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)可调谐的活性位点促进了配合物光降解染料，高效的利用太阳能；(2)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；(3)配合物的金属离子和配体的相互作用可以有效分离光生电子和空穴，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。

3，3’-[1H，1’H-2，2’-联咪唑-1，1’-二亚甲基]苯甲酸是配位能力较强的桥连配体：在这个配体的两端具有两个羧酸基，两个苯环之间通过联咪唑连接，有利于配合物的合成；它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。

发明内容

本发明提供一种具有催化光降解染料性质的钴配合物及其制备方法。本发明选用有机配体3，3’-[1H，1’H-2，2’-联咪唑-1，1’-二亚甲基]苯甲酸，1，4-二(1，2，4-三氮唑-1-亚甲基)苯和六水合硝酸钴构筑具有二维结构的配合物。该配合物具有很高的催化活性，可高效降解水中的亚甲基蓝和罗丹明B，降解效率高，结构稳定，可重复使用。

本发明所涉及的具有催化光降解染料性质的钴配合物的化学式为：[Co(L)(1，4-BTZ)·H₂O]_n，其中，H₂L＝3，3’-[1H，1’H-2，2’-联咪唑-1，1’-二亚甲基]苯甲酸，1，4-BTZ＝1，4-二(1，2，4-三氮唑-1-亚甲基)苯。H₂L、1，4-btz的结构式如下：