[发明专利]光催化产氧体系及其应用

权利要求书

1.一种光催化产氧体系，其特征在于，它包括：

多吡啶铁配合物，

三联吡啶钌(II)，

过硫酸钠，

含水溶剂；

所述多吡啶铁配合物的结构式如式(I)或式(II)所示：

2.根据权利要求1所述的光催化产氧体系，其特征在于，所述光催化产氧体系中三联吡啶钌(II)的浓度≥1×10^-3mol/L；所述光催化产氧体系中过硫酸钠的浓度≥10×10^-3mol/L；所述光催化产氧体系中多吡啶铁配合物的浓度为≥0.5×10^-6mol/L。

3.根据权利要求1所述的光催化产氧体系，其特征在于，所述含水溶剂为乙腈和缓冲溶液的混合液或缓冲溶液。

4.根据权利要求3所述的光催化产氧体系，其特征在于，所述含水溶剂为乙腈和缓冲溶液的混合液时，所述含水溶剂中乙腈和缓冲溶液的体积比为0.1-9:1。

5.根据权利要求3所述的光催化产氧体系，其特征在于，所述缓冲溶液为磷酸、硼酸或硼砂-氢氧化钠的缓冲溶液。

6.根据权利要求3所述的光催化产氧体系，其特征在于，所述光催化产氧体系中缓冲溶液的浓度为0.05-0.2mol/L。

7.根据权利要求3所述的光催化产氧体系，其特征在于，所述光催化产氧体系中缓冲溶液的pH值为7.0-10.0。

8.根据权利要求1所述的光催化产氧体系，其特征在于，式(I)所示的多吡啶铁配合物的制备方法包括如下步骤：

1)将0.65-0.98g的1,4,7-三氮杂环壬烷盐酸盐和0.89-1.34g的2-氯甲基吡啶盐酸盐溶于20-30mL水中，得第一混合液；向所述第一混合液中加入碱溶液调节其pH值为9-10，然后在室温下搅拌反应3-5d，得第二混合液；向所述第二混合液中加入碱溶液调节其pH值为9-10，然后继续在室温下搅拌反应3-5d，反应结束后进行萃取、干燥、旋蒸和柱色谱分离，得1,4-二(2-甲基吡啶)-1,4,7-三氮杂环壬烷，即Py₂tacn；

2)将0.51-0.77g的所述Py₂tacn溶于3.8-5.7mL去离子水中，得Py₂tacn水溶液；向Py₂tacn水溶液中加入4.5-6.8mL的质量分数为37％的甲醛水溶液以及4.5-6.8mL的甲酸，然后在110-120℃回流反应30-50h，得第三混合液；将所述第三混合液冷却至室温，然后加入3.0-4.5mL的浓盐酸，继续搅拌反应10-15min，反应结束后进行旋蒸，旋蒸后加入10-15mL的去离子水，得第四混合液；用碱溶液调节第四混合液的pH值为13-14，搅拌反应20-30min，得第五混合液；将所述第五混合液进行萃取、干燥和旋蒸；向旋蒸后的溶液中加入60-80mL正己烷的有机溶剂，室温下搅拌反应12-24h，反应结束后进行旋蒸和柱色谱分离，得1-甲基-4,7-二(2-甲基吡啶)-1,4,7-三氮杂环壬烷，即MePy₂tacn；

3)将0.08-0.12g的三氯化铁溶于2-3mL乙腈中，得三氯化铁的乙腈溶液；将0.16-0.24g的MePy₂tacn溶于2-3mL乙腈中，得MePy₂tacn的乙腈溶液；将三氯化铁的乙腈溶液和MePy₂tacn的乙腈溶液混合，然后在惰性气体保护下室温搅拌反应12-24h，反应结束后加入乙醚，有沉淀析出，过滤得以五个氮原子配位的多吡啶铁配合物。