[发明专利]具有催化光降解亚甲基蓝染料性质的镍配合物及制备

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)(1，4‑BIB)₂]_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‑BIB＝1，4‑二(1‑咪唑基)苯。所述镍金属配合物为镍离子通过L^2‑和1，4‑BIB配体自组装而成三维结构。实验结果表明：该镍配合物具有良好的催化光降解去除水中亚甲基蓝有机染料性质，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3，3’-(1H，1’H-2，2’-联咪唑 -1，1’-二亚甲基)苯甲酸和1，4-二(1-咪唑基)苯为配体的镍配合物的制备及其在催化光降解水中亚甲基蓝有机染料方面的应用。

背景技术

随着能源消耗和环境污染日益加剧，新能源的开发与污染治理已成为人们迫切需要解决的问题。在尝试了大量的物理、化学和生物技术后，人们发现将可见光作为化学转化的能量来源是可行的。光催化反应具有便于操作、反应条件温和、太阳能是清洁可再生能源等优势。在光催化反应过程中，无机半导体材料被广泛使用。该类材料可以实现有效光生电荷分离，但是其带隙相对固定，一般而言其光吸收取位于紫外区，这不利于高效利用太阳能，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1，4-二(1-咪唑基)苯和六水合硝酸镍构筑具有三维结构的配合物。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，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，以亚甲基蓝为例， 100分钟内亚甲基蓝基本降解完全，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。

本发明所涉及的具有催化光降解染料性质的镍配合物的化学式为：[Ni(L)(1，4-BIB)₂]_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-BIB＝1，4-二(1-咪唑基)苯。H₂L、1，4-BIB的结构式如下：

本发明所涉及的一种具有催化光降解染料性质的三维镍配合物结构如图1(a)所示，它的基本结构参数为：本发明的镍配合物的晶体属于单斜晶系，空间群为P2/c，晶胞参数为α＝90°，β＝102.641(7)°，γ＝90°；所述配合物中镍离子为六配位八面体构型，与两个L^2-配体中的两个氧原子，四个1，4-BIB配体中氮原子配位，形成一个复杂的三维结构，如图1(b)所示。