[发明专利]具有催化光降解染料性质的一维镍配合物及其制备方法

说明书

本发明提供一种镍金属配合物，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[Ni(L)(BBIB)₂·4H₂O]_n，其中，H₂L＝3，3’‑(1H，1’H‑2，2’‑联咪唑‑1，1’‑二亚甲基)苯甲酸，BBIB＝1，4‑双(苯并咪唑‑1‑基)苯；所述镍金属配合物为镍离子通过与H₂L和BBIB配体自组装而成一维链状结构。该配合物具有良好的催化光降解去除水中亚甲基蓝、甲基橙有机染料的性质，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-双(苯并咪唑-1-基)苯为配体的镍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

近年来，染料废水产量巨大，染料由于具有复杂的化学结构很难被降解，排入水体后对生物体有致癌、致畸变的危害，所以开发新型的处理技术成为了亟待解决的的问题。而光催化技术降解有机染料与传统的吸附法、化学氧化法和生物处理法相比，具有低能耗、无二次污染、运行成本低等众多优势，而被广泛使用，但是目前常见的光催化剂效率不够高。因此，设计合成环境友好的、合成方法简单的、具有优异光催化性能的环境净化材料是一个重要的挑战。

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配合物光降解染料，高效利用太阳能；(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，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。探索配合物为光催化剂应用于染料废水处理，对保护人体健康和水生态系统都有重要意义。

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，涉及具有一维结构镍配合物的合成，更具体的说是以3，3’-(1H，1’H-2，2’-联咪唑-1，1’-二亚甲基)苯甲酸为配体的镍配合物的合成及其作为光降解催化剂应用。本发明分别采用二价镍离子作为主体，以3，3’-(1H，1’H-2，2’-联咪唑-1，1’-二亚甲基)苯甲酸为配体合成的镍配合物对于亚甲基蓝、甲基橙染料具有良好光降解性质：在可见光的条件下，100分钟内亚甲基蓝、甲基橙染料基本降解完全，且易于分离并多次循环使用，催化效率基本保持不变。

发明内容

本发明提供一种具有催化光降解染料性质的镍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)苯甲酸和1，4-双(苯并咪唑-1-基)苯和六水合硝酸镍构筑具有一维结构的配合物。该化合物具有很高的催化活性，可高效降解水中的亚甲基蓝和甲基橙，降解效率高，结构稳定，可重复使用。

本发明的镍配合物在常温下具有稳定和高效的催化光降解染料性质，在100分钟内亚甲基蓝和甲基橙基本降解完全，而且易于分离并多次循环使用。此外，在本发明中，该镍配合物具有制备方法简单、成本低、效率高、重现性好，收率高等优点。