[发明专利]一种金属镍羟基吡啶羧酸配合物及其合成方法与光催化还原二氧化碳制甲酸应用

说明书

本发明涉及金属有机配合物光催化材料技术领域，公开了金属镍羟基吡啶羧酸配合物及其合成方法与光催化还原二氧化碳制甲酸应用。该金属镍羟基吡啶羧酸配合物分子式为C₁₂H₁₂N₂NiO₈，合成方法为：将2‑氯吡啶‑6‑甲酸与六水合氯化镍在溶剂热条件下由两分子2‑氯吡啶‑6‑甲酸转化成两分子2‑羟基吡啶‑6‑甲酸，再与六水合氯化镍中的镍离子反应得到蔚蓝色的块状晶体。本发明所得金属镍羟基吡啶羧酸配合物结构新颖、合成方法独特，而且具有一定的光催化效果，可以作为一种廉价光催化剂，将二氧化碳催化还原为甲酸。本发明操作方法简单，在光催化还原二氧化碳方面具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及金属有机配合物光催化材料技术领域，更具体地，涉及金属镍羟基吡啶羧酸配合物及其合成方法与光催化还原二氧化碳制甲酸应用。

背景技术

随着工业技术的发展，化石能源的燃烧，以及绿色植被的减少，导致大气中CO₂含量增多，对我们的生活环境造成一定的影响。因此，如何有效收集并利用CO₂，减少大气中CO2 含量已成为科研领域研究的重要课题。将CO₂催化还原为有机燃料，某种程度上可以降低 CO₂的含量。构建一个光催化体系，利用可见光催化还原CO₂，可以获得如CO、CH₃OH、 CH₄等新的有机燃料。光催化体系的核心是光催化材料，传统的光催化材料通常选用稀有的贵金属配合物，而廉价的过渡金属配合物应用于光催化还原二氧化碳的研究相对较少，因此，制备廉价的镍配位化合物作为光催化剂具有一定的潜在价值。2-氯吡啶-6-甲酸是一个良好有机配体，该分子中有多个配位点，可以与过渡金属镍配位生成结构稳定的金属有机化合物。六水二氯化镍和配体2-氯吡啶-6-甲酸都比较廉价，合成的配合物应用于光催化还原CO₂，在经济上是可行的。

发明内容

有鉴于此，本发明为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种廉价的金属镍羟基吡啶羧酸配合物。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供金属镍羟基吡啶羧酸配合物，分子式为C₁₂H₁₂N₂NiO₈，结构式为

上述配合物为固态晶体，属于三斜晶系，空间群为P-1；晶胞参数是：α＝99.824(7)°，β＝94.277(6)°，γ＝113.325(7)°，

上述配合物以2-氯吡啶-6-甲酸为配体，所述配体中的氯原子在高温件下与水反应转化为羟基。

本发明第二方面提供第一方面所述金属镍羟基吡啶羧酸配合物的合成方法：将2-氯吡啶 -6-甲酸与六水合氯化镍(NiCl₂·6H₂O)在溶剂热条件下由两分子2-氯吡啶-6-甲酸转化成两分子 2-羟基吡啶-6-甲酸，再与六水合氯化镍中的镍离子反应得到蔚蓝色的块状晶体。

上述合成方法包括如下步骤：

S1.将六水合氯化镍与配体2-氯吡啶-6-甲酸混合，并用溶剂溶解得到混合液；

S2.将步骤S1制得的混合液进行密封，之后再进行溶剂热反应，反应结束后缓慢冷却至室温，得到蔚蓝色的块状晶体；

S3.用非极性溶剂洗涤步骤S2所得晶体，自然晾干，即制得该配合物的单晶样品。

以下是上述合成方法的优选方案：

步骤S1中，所述六水合氯化镍与配体2-氯吡啶-6-甲酸的物质的量之比为1:2，所述溶剂为纯净水与乙醇的混合溶剂，所述六水合氯化镍、2-氯吡啶-6-甲酸分别于纯净水、乙醇中溶解后混合得到所述混合液。